Laju cahaya: Perbedaan antara revisi

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan
Baris 47: Baris 47:
| data26 = 46.5 miliar tahun
| data26 = 46.5 miliar tahun
}}
}}
'''Laju cahaya''' (kelajuan cahaya dalam ruang [[vakum]]; ''kecepatan cahaya''), disimbolkan dengan {{math|'''''c'''''}}, adalah sebuah [[konstanta fisika]] universal yang penting dalam banyak bidang [[fisika]]. Nilai presisinya adalah '''{{val|299792458|ul=[[meter per detik]]}}''' (kira-kira {{val|3.00|e=8|u=m/s}}), karena panjang meter didefinisikan berdasarkan konstanta ini dan [[Detik|standar internasional waktu]].<ref name="penrose">{{Cite book| last=Penrose|first=R| year=2004| title=[[The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe]]| pages=410–1| publisher=[[Vintage Books]]| isbn=9780679776314| quote=... the most accurate standard for the metre is conveniently ''defined'' so that there are exactly 299,792,458 of them to the distance travelled by light in a standard second, giving a value for the metre that very accurately matches the now inadequately precise standard metre rule in Paris. }}</ref> Kelajuan ini merupakan kelajuan maksimum yang dapat dilajui oleh segala bentuk energi, materi, dan informasi dalam alam semesta. Kelajuan ini merupakan kelajuan segala [[partikel tak bermassa]] dan medan fisika, termasuk [[radiasi elektromagnetik]] dalam vakum. Kelajuan ini pula menurut teori modern adalah [[kelajuan gravitasi]] (kelajuan dari [[gelombang gravitasi]]). Partikel-partikel maupun gelombang-gelombang ini bergerak pada kelajuan {{math|''c''}} tanpa tergantung pada sumber gerak maupun [[kerangka acuan inersial]] pengamat. Dalam [[teori relativitas]], {{math|''c''}} saling berkaitan dengan [[ruang dan waktu]]. Konstanta ini muncul pula pada persamaan fisika [[kesetaraan massa-energi]] {{math|1=''E'' = ''mc''<sup>2</sup>}}.<ref name=LeClerq>{{Cite book| last=Uzan|first=J-P|last2=Leclercq|first2=B| year=2008| title=The Natural Laws of the Universe: Understanding Fundamental Constants| url=http://books.google.com/?id=dSAWX8TNpScC&pg=PA43| pages=43–4| publisher=[[Springer (publisher)|Springer]]| isbn=0387734546 }}</ref>
'''Laju cahaya''' (kelajuan cahaya dalam ruang [[vakum]]; ''kecepatan cahaya''), disimbolkan dengan {{math|'''''c'''''}}, adalah sebuah [[konstanta fisika]] universal yang penting dalam banyak bidang [[fisika]]. Nilai presisinya adalah '''{{val|299792458|ul=[[meter per detik]]}}''' (kira-kira {{val|3.00|e=8|u=m/s}}), karena panjang meter didefinisikan berdasarkan konstanta ini dan [[Detik|standar internasional waktu]].<ref name="penrose">{{Cite book| last=Penrose|first=R| year=2004| title=[[The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe]]| pages=410–1| publisher=[[Vintage Books]]| isbn=9780679776314| quote=... the most accurate standard for the metre is conveniently ''defined'' so that there are exactly 299,792,458 of them to the distance travelled by light in a standard second, giving a value for the metre that very accurately matches the now inadequately precise standard metre rule in Paris. }}</ref> Kelajuan ini merupakan kelajuan maksimum yang dapat dilajui oleh segala bentuk energi, materi, dan informasi dalam alam semesta. Kelajuan ini merupakan kelajuan segala [[partikel tak bermassa]] dan medan fisika, termasuk [[radiasi elektromagnetik]] dalam vakum. Kelajuan ini pula menurut teori modern adalah [[kelajuan gravitasi]] (kelajuan dari [[gelombang gravitasi]]). Partikel-partikel maupun gelombang-gelombang ini bergerak pada kelajuan {{math|''c''}} tanpa tergantung pada sumber gerak maupun [[kerangka acuan inersial]] pengamat. Dalam [[teori relativitas]], {{math|''c''}} saling berkaitan dengan [[ruang waktu]]. Konstanta ini muncul pula pada persamaan fisika [[kesetaraan massa-energi]] {{math|1=''E'' = ''mc''<sup>2</sup>}}.<ref name=LeClerq>{{Cite book| last=Uzan|first=J-P|last2=Leclercq|first2=B| year=2008| title=The Natural Laws of the Universe: Understanding Fundamental Constants| url=http://books.google.com/?id=dSAWX8TNpScC&pg=PA43| pages=43–4| publisher=[[Springer (publisher)|Springer]]| isbn=0387734546 }}</ref>


Kelajuan cahaya yang merambat melalui [[bahan transparan|bahan-bahan transparan]] seperti gelas ataupun udara lebih lambat dari {{math|''c''}}. Rasio antara {{math|''c''}} dengan kelajuan {{math|''v''}} (kelajuan rambat cahaya dalam suatu materi) disebut sebagai [[indeks refraksi]] {{math|''n''}} material tersebut ({{math|1=''n'' = ''c'' / ''v''}}). Sebagai contohnya, indeks refraksi gelas umumnya berkisar sekitar 1,5, berarti bahwa cahaya dalam gelas bergerak pada kelajuan {{nowrap|''c'' / 1,5 ≈ {{val|200000|u=km/s}}}}; indeks refraksi udara untuk cahaya tampak adalah sekitar 1,0003, sehingga kelajuan cahaya dalam udara adalah sekitar {{val|299700|u=km/s}} (sekitar {{val|90|u=km/s}} lebih lambat daripada {{math|''c''}}).
Kelajuan cahaya yang merambat melalui [[bahan transparan|bahan-bahan transparan]] seperti gelas ataupun udara lebih lambat dari {{math|''c''}}. Rasio antara {{math|''c''}} dengan kelajuan {{math|''v''}} (kelajuan rambat cahaya dalam suatu materi) disebut sebagai [[indeks refraksi]] {{math|''n''}} material tersebut ({{math|1=''n'' = ''c'' / ''v''}}). Sebagai contohnya, indeks refraksi gelas umumnya berkisar sekitar 1,5, berarti bahwa cahaya dalam gelas bergerak pada kelajuan {{nowrap|''c'' / 1,5 ≈ {{val|200000|u=km/s}}}}; indeks refraksi udara untuk cahaya tampak adalah sekitar 1,0003, sehingga kelajuan cahaya dalam udara adalah sekitar {{val|299700|u=km/s}} (sekitar {{val|90|u=km/s}} lebih lambat daripada {{math|''c''}}).
Baris 903: Baris 903:
|publisher=[[Cambridge University Press]]
|publisher=[[Cambridge University Press]]
|isbn=0-521-35699-7}} [https://books.google.com/books?id=DwJfCtzaVvYC&pg=PA62 Extract of page 62]</ref> adalah mungkin untuk mengekspresikan laju cahaya dalam hal kecepatan Bumi mengelilingi matahari, yang dengan panjang diketahui dari setahun dapat dikonversi ke waktu yang dibutuhkan untuk perjalanan dari Matahari ke Bumi. Pada 1729, Bradley menggunakan metode ini untuk mendapatkan bahwa cahaya melakukan perjalanan 10.210 kali lebih cepat dari Bumi di orbitnya (angka modern 10.066 kali lebih cepat) atau, secara setara, bahwa cahaya membutuhkan 8 menit 12 detik untuk melakukan perjalanan dari Matahari ke Bumi.<ref name="Bradley1729"/>
|isbn=0-521-35699-7}} [https://books.google.com/books?id=DwJfCtzaVvYC&pg=PA62 Extract of page 62]</ref> adalah mungkin untuk mengekspresikan laju cahaya dalam hal kecepatan Bumi mengelilingi matahari, yang dengan panjang diketahui dari setahun dapat dikonversi ke waktu yang dibutuhkan untuk perjalanan dari Matahari ke Bumi. Pada 1729, Bradley menggunakan metode ini untuk mendapatkan bahwa cahaya melakukan perjalanan 10.210 kali lebih cepat dari Bumi di orbitnya (angka modern 10.066 kali lebih cepat) atau, secara setara, bahwa cahaya membutuhkan 8 menit 12 detik untuk melakukan perjalanan dari Matahari ke Bumi.<ref name="Bradley1729"/>

==Satuan astronomi==
Satuan astronomi (SA) adalah kira-kira jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari. SA didefinisikan kembali pada tahun 2012 sebagai persis {{val|149597870700|u=m}}.<ref name=AU_redef /><ref>{{cite journal|title=The International System of Units, Supplement 2014: Updates to the 8th edition (2006) of the SI Brochure|url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_supplement_2014.pdf|year=2014|publisher= International Bureau of Weights and Measures|page=14}}</ref> Sebelumnya SA tidak didasarkan pada [[Sistem Satuan Internasional]] tetapi dalam hal gaya gravitasi yang diberikan oleh Matahari dalam mekanika klasik.{{#tag:ref|The astronomical unit was defined as the radius of an unperturbed circular Newtonian orbit about the Sun of a particle having infinitesimal mass, moving with an [[angular frequency]] of {{gaps|0.017|202|098|95}} [[radian]]s (approximately {{frac|{{val|365.256898}}}} of a revolution) per day.<ref>{{SIbrochure8th|page=126}}</ref>|group="Note"}} Definisi saat ini menggunakan nilai yang direkomendasikan dalam meter untuk definisi satuan astronomi sebelumnya, yang ditentukan oleh pengukuran.<ref name=AU_redef>{{cite journal|title=Resolution B2 on the re-definition of the astronomical unit of length|url=https://www.iau.org/static/resolutions/IAU2012_English.pdf|year=2012|publisher=International Astronomical Union}}</ref> Redefinisi ini analog dengan meter, dan juga memiliki efek menetapkan laju cahaya ke nilai yang tepat dalam satuan astronomi per detik (melalui laju cahaya yang tepat dalam meter per detik).

Sebelumnya, kebalikan dari&nbsp;{{math|''c''}} dinyatakan dalam detik per satuan astronomi diukur dengan membandingkan waktu untuk sinyal radio untuk mencapai pesawat ruang angkasa yang berbeda di Tata Surya, dengan posisi mereka dihitung dari efek gravitasi Matahari dan berbagai planet. Dengan menggabungkan banyak pengukuran tersebut, nilai terbaik untuk waktu cahaya per satuan jarak dapat diperoleh. Misalnya, pada tahun 2009, estimasi terbaik, yang disetujui oleh [[International Astronomical Union]] (IAU), adalah:<ref name="Pitjeva09">
{{cite journal
|last1=Pitjeva |first1=EV
|last2=Standish |first2=EM
|year=2009
|title=Proposals for the masses of the three largest asteroids, the Moon–Earth mass ratio and the Astronomical Unit
|journal=[[Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy]]
|volume=103 |issue=4 |pages=365–372
|doi=10.1007/s10569-009-9203-8
|bibcode = 2009CeMDA.103..365P }}</ref><ref name="IAU">
{{cite web
|author=IAU Working Group on Numerical Standards for Fundamental Astronomy
|title=IAU WG on NSFA Current Best Estimates
|url=http://maia.usno.navy.mil/NSFA/CBE.html
|publisher=[[US Naval Observatory]]
|accessdate=2009-09-25
}}</ref>
:Waktu cahaya untuk satuan jarak: {{val|499.004783836|(10)|u=s}}
:''c''&nbsp;=&nbsp;{{val|0.00200398880410|(4)|u=SA/s}}&nbsp;=&nbsp;{{val|173.144632674|(3)|u=SA/hari.}}

Ketidakpastian relatif dalam pengukuran ini adalah 0,02 bagian per miliar ({{val|2|e=-11}}), setara dengan ketidakpastian dalam pengukuran panjang berbasis Bumi dengan interferometri.<ref>
{{cite web
|title=NPL's Beginner's Guide to Length
|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100831214704/http://www.npl.co.uk/educate-explore/posters/length/length-%28poster%29
|archivedate=2010-08-31
|url=http://www.npl.co.uk/educate-explore/posters/length/length-%28poster%29
|publisher=[[National Physical Laboratory (United Kingdom)|UK National Physical Laboratory]]
|accessdate=2009-10-28
}}</ref> Sejak meter didefinisikan sebagai jarak tempuh cahaya dalam interval waktu tertentu, pengukuran waktu cahaya dalam hal definisi sebelumnya satuan astronomi juga dapat diartikan sebagai mengukur panjang satu SA (definisi lama) dalam meter.{{#tag:ref|Nevertheless, at this degree of precision, the effects of [[general relativity]] must be taken into consideration when interpreting the length. The metre is considered to be a unit of [[proper length]], whereas the AU is usually used as a unit of observed length in a given frame of reference. The values cited here follow the latter convention, and are [[Barycentric Dynamical Time|TDB]]-compatible.<ref name="IAU"/>|group=Note}}

[[Berkas:Illustration from 1676 article on Ole Rømer's measurement of the speed of light.jpg|thumb|left|225px|Observasi Rømer dengan mengamati gerakan planet Jupiter dan menghitung pergeseran periode orbit dari salah satu bulan satelitnya yang bernama Io, dan kemudian Rømer dapat memperkirakan jarak tempuh cahaya dari garis tengah orbit bumi]]
[[Berkas:Illustration from 1676 article on Ole Rømer's measurement of the speed of light.jpg|thumb|left|225px|Observasi Rømer dengan mengamati gerakan planet Jupiter dan menghitung pergeseran periode orbit dari salah satu bulan satelitnya yang bernama Io, dan kemudian Rømer dapat memperkirakan jarak tempuh cahaya dari garis tengah orbit bumi]]



Revisi per 27 Maret 2016 07.31

Laju cahaya
Jarak dari Matahari ke Bumi diperlihatkan sebagai 150 juta kilometer, perkiraan rata-rata. Ukuran sesuai skala.
Sinar matahari memerlukan sekitar 8 menit 17 detik untuk melalui jarak rata-rata dari permukaan Matahari ke Bumi.
Nilai eksak
meter per detik299.792.458
panjang Planck per waktu Planck
(yaitu, satuan Planck)
1
Nilai kira-kira (sampai tiga angka penting)
kilometer per jam1080 juta (1,08×109)
mil per detik186.000
mil per jam671 million (6,71×108)
satuan astronomi per hari173[Note 1]
Perkiraan waktu tempuh cahaya
JarakWaktu
satu kaki1.0 ns
satu meter3.3 ns
dari orbit geostasioner ke Bumi119 ms
panjang khatulistiwa Bumi134 ms
dari Bulan ke Bumi1.3 s
dari Matahari ke Bumi (1 SA)8.3 menit
satu tahun cahaya1.0 tahun
satu parsec3.26 tahun
dari bintang terdekat ke Matahari (1.3 pc)4.2 tahun
dari galaksi terdekat (Canis Major Dwarf Galaxy) ke Bumi25.000 yr
menyeberangi Bima Sakti100.000 yr
dari Galaksi Andromeda ke Bumi2.5 juta tahun
dari Bumi ke batas alam semesta teramati46.5 miliar tahun

Laju cahaya (kelajuan cahaya dalam ruang vakum; kecepatan cahaya), disimbolkan dengan c, adalah sebuah konstanta fisika universal yang penting dalam banyak bidang fisika. Nilai presisinya adalah 299.792.458 [[meter per detik]] (kira-kira 3,00×108 m/s), karena panjang meter didefinisikan berdasarkan konstanta ini dan standar internasional waktu.[1] Kelajuan ini merupakan kelajuan maksimum yang dapat dilajui oleh segala bentuk energi, materi, dan informasi dalam alam semesta. Kelajuan ini merupakan kelajuan segala partikel tak bermassa dan medan fisika, termasuk radiasi elektromagnetik dalam vakum. Kelajuan ini pula menurut teori modern adalah kelajuan gravitasi (kelajuan dari gelombang gravitasi). Partikel-partikel maupun gelombang-gelombang ini bergerak pada kelajuan c tanpa tergantung pada sumber gerak maupun kerangka acuan inersial pengamat. Dalam teori relativitas, c saling berkaitan dengan ruang waktu. Konstanta ini muncul pula pada persamaan fisika kesetaraan massa-energi E = mc2.[2]

Kelajuan cahaya yang merambat melalui bahan-bahan transparan seperti gelas ataupun udara lebih lambat dari c. Rasio antara c dengan kelajuan v (kelajuan rambat cahaya dalam suatu materi) disebut sebagai indeks refraksi n material tersebut (n = c / v). Sebagai contohnya, indeks refraksi gelas umumnya berkisar sekitar 1,5, berarti bahwa cahaya dalam gelas bergerak pada kelajuan c / 1,5 ≈ 200.000 km/s; indeks refraksi udara untuk cahaya tampak adalah sekitar 1,0003, sehingga kelajuan cahaya dalam udara adalah sekitar 299.700 km/s (sekitar 90 km/s lebih lambat daripada c).

Untuk berbagai tujuan praktis, cahaya dan gelombang elektromagnetik lainnya akan tampak untuk menyebar secara seketika, tapi untuk jarak jauh dan pengukuran yang sangat sensitif, kelajuan terbatas mereka memiliki efek yang nyata. Dalam berkomunikasi dengan probe ruang angkasa yang jauh, dapat membutuhkan bermenit-menit sampai berjam-jam untuk pesan untuk mencapai dari Bumi ke pesawat ruang angkasa, atau sebaliknya. Cahaya dilihat dari bintang meninggalkan mereka bertahun-tahun yang lalu, yang memungkinkan studi tentang sejarah alam semesta dengan melihat objek yang jauh. Kelajuan terbatas cahaya juga membatasi kecepatan maksimum teoretis komputer, karena informasi harus dikirim dalam komputer dari chip ke chip. Kecepatan cahaya dapat digunakan dengan pengukuran waktu penerbangan untuk mengukur jarak besar dengan presisi tinggi.

Ole Rømer pertama menunjukkan pada 1676 bahwa cahaya berjalan pada kecepatan yang terbatas (bukannya seketika) dengan mempelajari gerakan yang tampak dari bulan Yupiter Io. Pada tahun 1865, James Clerk Maxwell mengusulkan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik, dan karena itu bergerak dengan kecepatan c yang muncul dalam teori elektromagnetismenya.[3] Pada tahun 1905, Albert Einstein mendalilkan bahwa kecepatan cahaya sehubungan dengan kerangka inersia independen dari gerakan sumber cahaya,[4] dan menjelajahi konsekuensi postulat dengan menurunkan teori relativitas khusus dan menunjukkan bahwa parameter c memiliki relevansi di luar konteks cahaya dan elektromagnetisme.

Setelah berabad-abad pengukuran semakin tepat, pada tahun 1975 kecepatan cahaya diketahui sebagai 299.792.458 m/s dengan ketidakpastian pengukuran 4 bagian per miliar. Pada tahun 1983, meter didefinisikan kembali dalam Sistem Satuan Internasional (SI) sebagai jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa di 1/299.792.458 detik. Akibatnya, nilai numerik dari c dalam meter per detik sekarang tetap persis dengan definisi meter.[5]

Nilai numerik, notasi, dan unit

Laju cahaya dalam ruang hampa biasanya dilambangkan dengan huruf kecil c, untuk "constant" atau bahasa Latin celeritas (yang berarti "kecepatan"). Secara historis, simbol V pernah digunakan sebagai simbol alternatif untuk laju cahaya, yang diperkenalkan oleh James Clerk Maxwell pada tahun 1865. Pada tahun 1856, Wilhelm Eduard Weber dan Rudolf Kohlrausch telah menggunakan c untuk konstanta yang berbeda yang kemudian terbukti sama dengan 2 dikalikan laju cahaya dalam ruang hampa. Pada tahun 1894, Paul Drude mendefinisikan ulang c dengan makna modern. Einstein menggunakan V di makalah asli berbahasa Jerman tentang relativitas khusus pada tahun 1905, namun pada tahun 1907 ia beralih ke c, yang saat itu telah menjadi simbol standar untuk laju cahaya.[6][7]

Kadang-kadang c digunakan untuk laju gelombang di medium bahan apapun, dan c0 untuk laju cahaya dalam ruang hampa.[8] Notasi subscript ini, yang didukung dalam literatur SI resmi,[5] memiliki bentuk yang sama sebagai konstanta terkait lainnya: yaitu, μ0 untuk permeabilitas vakum atau konstanta magnetik, ε0 untuk permitivitas vakum atau konstanta listrik, dan Z0 untuk impedansi ruang hampa. Artikel ini menggunakan c eksklusif untuk kecepatan cahaya dalam ruang hampa.

Sejak tahun 1983, meter telah didefinisikan dalam Sistem Satuan Internasional (SI) sebagai jarak perjalanan cahaya dalam ruang hampa dalam 1⁄299.792.458 detik. Definisi ini menetapkan laju cahaya dalam ruang hampa di persis 299.792.458 m/s.[9][10][11] Sebagai sebuah konstanta fisika berdimensi, nilai numerik dari c berbeda untuk sistem unit yang berbeda.[Note 2] Dalam cabang fisika di mana c sering muncul, seperti dalam relativitas, itu adalah umum untuk menggunakan sistem pengukuran satuan natural atau sistem unit tergeometrisasi dengan c = 1.[13][14] Menggunakan unit-unit ini, c tidak muncul secara eksplisit karena perkalian atau pembagian dengan 1 tidak memengaruhi hasil.

Peran fundamental dalam fisika

Kelajuan di mana gelombang cahaya merambat dalam ruang hampa adalah independen baik dari gerakan sumber gelombang dan dari kerangka acuan inersial pengamat.[Note 3] Invariansi dari kecepatan cahaya ini didalilkan oleh Einstein pada tahun 1905,[4] setelah termotivasi oleh teori elektromagnetik Maxwell dan kurangnya bukti untuk eter luminiferus;[15] sejak saat itu telah secara konsisten dikonfirmasi oleh banyak percobaan. Hal ini hanya mungkin untuk memverifikasi secara eksperimental bahwa laju cahaya dua arah (misalnya, dari sumber ke cermin dan kembali lagi) adalah independen-kerangka, karena tidak mungkin untuk mengukur laju cahaya satu arah (misalnya, dari sumber ke detektor yang jauh) tanpa beberapa konvensi bagaimana jam pada sumber dan pada detektor harus disinkronkan. Namun, dengan mengadopsi sinkronisasi Einstein untuk jam, kecepatan satu arah cahaya menjadi sama dengan kecepatan dua arah cahaya dengan definisi.[16][17] Teori relativitas khusus mengeksplorasi konsekuensi dari invariansi c dengan asumsi bahwa hukum fisika adalah sama dalam semua kerangka acuan inersial.[18][19] Salah satu konsekuensi adalah bahwa c adalah laju di mana semua partikel tak bermassa dan gelombang, termasuk cahaya, harus berjalan dalam ruang hampa.

γ dimulai pada 1 ketika v sama dengan nol dan tetap hampir konstan untuk v kecil, kemudian kurva tajam ke atas dan memiliki asimtot vertikal, divergen ke tak terhingga positif ketika v mendekati c.
Faktor Lorentz γ sebagai fungsi dari kecepatan. Dimulai pada 1 dan mendekati tak terhingga sebagai v mendekati c.

Relativitas khusus memiliki banyak implikasi yang berlawanan dengan intuisi dan diverifikasi secara eksperimental.[20] Ini termasuk kesetaraan massa dan energi (E = mc2), kontraksi panjang (benda bergerak menjadi lebih pendek),[Note 4] dan dilatasi waktu (jam bergerak berjalan lebih lambat). Faktor γ oleh yang panjang berkontraksi dan waktu berdilatasi dikenal sebagai faktor Lorentz dan diberikan oleh γ = (1 − v2/c2)−1/2, di mana v adalah kelajuan benda. Perbedaan γ dari 1 dapat diabaikan untuk kelajuan jauh lebih lambat dari c, seperti kebanyakan kecepatan sehari-hari—tempat relativitas khusus didekati oleh relativitas Galilea-tetapi meningkat pada kecepatan relativistik dan menyimpang hingga tak terbatas ketika v mendekati c.

Hasil relativitas khusus dapat diringkas dengan memperlakukan ruang dan waktu sebagai struktur terpadu yang dikenal sebagai ruang-waktu (dengan c mengaitkan unit ruang dan waktu), dan mengharuskan teori fisika memenuhi simetri khusus yang disebut invariansi Lorentz, yaitu formulasi matematis berisi parameter c.[23] Invariasi Lorentz adalah asumsi hampir universal untuk teori fisika modern, seperti elektrodinamika kuantum, kromodinamika kuantum, Model Standar fisika partikel, dan relativitas umum. Dengan demikian, parameter c ada di mana-mana dalam fisika modern, muncul dalam banyak konteks yang tidak berhubungan dengan cahaya. Misalnya, relativitas umum memprediksi bahwa c juga merupakan kelajuan gravitasi dan gelombang gravitasi.[24][25] Pada kerangka acuan non-inersial (ruang gravitasi melengkung atau kerangka acuan dipercepat), laju lokal cahaya adalah konstan dan sama dengan c, tapi laju cahaya di sepanjang lintasan panjang yang terbatas dapat berbeda dari c, tergantung pada bagaimana jarak dan waktu ditentukan.[26]

Secara umum diasumsikan bahwa konstanta fundamental seperti c memiliki nilai yang sama di seluruh ruang-waktu, yang berarti bahwa mereka tidak bergantung pada lokasi dan tidak bervariasi dengan waktu. Namun, telah disarankan dalam berbagai teori bahwa laju cahaya mungkin telah berubah dari waktu ke waktu.[27][28] Tidak ada bukti konklusif untuk perubahan tersebut telah ditemukan, tetapi mereka tetap menjadi subjek penelitian yang sedang berlangsung.[29][30]

Hal ini juga umumnya diasumsikan bahwa kecepatan cahaya adalah isotropik, yang berarti bahwa ia memiliki nilai yang sama tidak bergantung arah di mana itu diukur. Pengamatan dari emisi dari tingkat energi nuklir sebagai fungsi orientasi inti memancarkan dalam medan magnet (lihat percobaan Hughes-Drever), dan berputar resonator optik (lihat percobaan resonator) telah memberi batas ketat pada kemungkinan anisotropi dua arah.[31][32]

Batas atas kelajuan

Menurut relativitas khusus, energi dari suatu objek dengan massa diam m dan kelajuan v diberikan oleh γmc2, di mana γ adalah faktor Lorentz didefinisikan di atas. Ketika v adalah nol, γ sama dengan satu, sehingga menimbulkan rumus terkenal E = mc2 untuk kesetaraan massa-energi. Faktor γ mendekati tak terhingga sebagai v mendekati c, dan itu akan mengambil jumlah tak terbatas energi untuk mempercepat objek dengan massa untuk laju cahaya. Laju cahaya adalah batas atas untuk kelajuan benda dengan massa diam positif, dan foton individu tidak dapat melakukan perjalanan lebih cepat dari laju cahaya.[33][34] Ini secara eksperimental dibuktikan di banyak Uji energi relativistik dan momentum.[35]

Three pairs of coordinate axes are depicted with the same origin A; in the green frame, the x axis is horizontal and the ct axis is vertical; in the red frame, the x′ axis is slightly skewed upwards, and the ct′ axis slightly skewed rightwards, relative to the green axes; in the blue frame, the x′′ axis is somewhat skewed downwards, and the ct′′ axis somewhat skewed leftwards, relative to the green axes. A point B on the green x axis, to the left of A, has zero ct, positive ct′, and negative ct′′.
Peristiwa A mendahului B di bingkai merah, adalah simultan dengan B dalam bingkai hijau, dan mengikuti B di bingkai biru.

Lebih umum, biasanya tidak mungkin untuk informasi atau energi untuk melakukan perjalanan lebih cepat dari c. Salah satu argumen untuk ini mengikuti dari implikasi kontra-intuitif relativitas khusus yang dikenal sebagai relativitas simultanitas. Jika jarak spasial antara dua peristiwa A dan B lebih besar dari interval waktu antara mereka dikalikan dengan c maka ada kerangka acuan di mana A mendahului B, yang lain di mana B mendahului A, dan yang lain di mana mereka simultan. Akibatnya, jika sesuatu bepergian lebih cepat dari c relatif terhadap sebuah kerangka acuan inersial, itu akan menjadi perjalanan mundur dalam waktu relatif terhadap bingkai lain, dan kausalitas akan dilanggar.[Note 5][37] Dalam kerangka acuan ini, sebuah "akibat" bisa diamati sebelum "penyebab"-nya. Pelanggaran kausalitas seperti itu tidak pernah direkam,[17] dan akan menyebabkan paradoks seperti antitelepon takion.[38]

Pengamatan dan eksperimen lebih cepat-dari-cahaya

Ada situasi di mana mungkin tampak bahwa materi, energi, atau informasi bergerak pada laju lebih besar dari c, tapi sebenarnya tidak. Misalnya, seperti yang dibahas dalam bagian propagasi cahaya di sebuah medium di bawah, banyak kecepatan gelombang dapat melebihi c. Misalnya, kecepatan fase sinar-X melalui sebagian besar kaca secara rutin dapat melebihi c,[39] tetapi kecepatan fase tidak menentukan kecepatan di mana gelombang menyampaikan informasi.[40]

Jika sinar laser menyapu cepat di sebuah objek yang jauh, tempat cahaya dapat bergerak lebih cepat dari c, meskipun gerakan awal tempat tertunda karena waktu yang dibutuhkan cahaya untuk sampai ke objek yang jauh dengan kelajuanc. Namun, satu-satunya entitas fisik yang bergerak adalah laser dan cahaya yang dipancarkan, yang pada kelajuan c dari laser ke berbagai posisi dari tempat. Demikian pula, bayangan diproyeksikan ke sebuah objek yang jauh dapat dibuat untuk bergerak lebih cepat dari c, setelah penundaan dalam waktu.[41] Dalam hal yang manapun tidak ada materi, energi, atau informasi yang bergerak lebih cepat dari cahaya.[42]

Tingkat perubahan dalam jarak antara dua objek dalam suatu kerangka acuan terhadap yang keduanya bergerak (kelajuan penutupan mereka) mungkin memiliki nilai lebih dari c. Namun, ini tidak mewakili kecepatan dari setiap objek tunggal yang diukur dalam kerangka inersia tunggal.[42]

Efek kuantum tertentu tampaknya ditularkan secara instan dan karena itu lebih cepat dari c, seperti dalam paradoks EPR. Contoh melibatkan keadaan kuantum dari dua partikel yang dapat terjerat. Sampai salah satu partikel yang diamati, mereka ada dalam superposisi dari dua keadaan kuantum. Jika partikel dipisahkan dan keadaan kuantum satu partikel diamati, keadaan kuantum partikel lain ditentukan seketika (yaitu, lebih cepat dari cahaya bisa bepergian dari satu partikel ke yang lain). Namun, tidak mungkin untuk mengontrol keadaan kuantum partikel pertama akan mengambil ketika diamati, sehingga informasi tidak dapat dikirimkan dengan cara ini.[42][43]

Efek kuantum lain yang memprediksi terjadinya kelajuan lebih cepat dari cahaya disebut efek Hartman; dalam kondisi tertentu waktu yang diperlukan untuk sebuah partikel virtual untuk menerowong melalui penghalang adalah konstan, terlepas dari ketebalan penghalang.[44][45] Hal ini dapat mengakibatkan partikel virtual melintasi jarak yang besar lebih cepat dari cahaya. Namun, tidak ada informasi yang dapat dikirim dengan efek ini.[46]

Gerak superluminal terlihat di objek astronomi tertentu,[47] seperti jet relativistik galaksi radio dan kuasar. Namun, jet ini tidak bergerak dengan kelajuan lebih dari laju cahaya: gerakan superluminal yang tampak adalah efek proyeksi yang disebabkan oleh benda yang bergerak mendekati laju cahaya dan mendekati Bumi pada sudut kecil dengan garis pandang: karena cahaya yang dipancarkan ketika jet itu lebih jauh membutuhkan waktu lebih lama untuk mencapai Bumi, waktu antara dua pengamatan berturut-turut sesuai dengan waktu yang lebih lama antara instan di mana sinar cahaya dipancarkan.[48]

Dalam model alam semesta yang mengembang, semakin jauh galaksi dari satu sama lain, semakin cepat mereka menjauh. Kemunduran ini bukan karena gerakan melalui ruang, melainkan karena perluasan ruang itu sendiri.[42] Misalnya, galaksi yang jauh dari Bumi tampaknya bergerak menjauh dari Bumi dengan kelajuan sebanding dengan jarak mereka. Melampaui batas yang disebut bola Hubble, tingkat di mana jarak mereka dari Bumi meningkat menjadi lebih besar dari laju cahaya.[49]

Propagasi cahaya

Dalam fisika klasik, cahaya dideskripsikan sebagai jenis gelombang elektromagnetik. Perilaku klasik medan elektromagnetik dijelaskan oleh persamaan Maxwell, yang memprediksi bahwa kelajuan c di mana gelombang elektromagnetik (seperti cahaya) menyebar melalui vakum terkait dengan konstanta listrik ε0 dan konstanta magnetik μ0 dengan persamaan [50]

Dalam fisika kuantum modern, medan elektromagnetik dijelaskan oleh teori elektrodinamika kuantum (quantum electrodynamics, QED). Dalam teori ini, cahaya dideskripsikan oleh eksitasi mendasar (atau kuanta) dari medan elektromagnetik, yang disebut foton. Dalam QED, foton adalah partikel tak bermassa dan dengan demikian, menurut relativitas khusus, mereka melakukan perjalanan dengan laju cahaya dalam ruang hampa.

Ekstensi dari QED di mana foton memiliki massa telah dipertimbangkan. Dalam teori semacam itu, kecepatannya akan tergantung pada frekuensi, dan kelajuan invarian c relativitas khusus maka akan menjadi batas atas laju cahaya dalam ruang hampa.[26] Tidak ada variasi laju cahaya dengan frekuensi telah diamati dalam pengujian ketat,[51][52][53] menempatkan batas yang ketat pada massa foton. Batas diperoleh tergantung pada model yang digunakan: jika foton masif dijelaskan oleh teori Proca,[54] batas atas eksperimental untuk massa adalah sekitar 10−57 gram;[55] jika massa foton dihasilkan oleh mekanisme Higgs, batas atas eksperimental kurang tajam, m ≤ 10−14 eV/c2 [54] (kira-kira 2 × 10−47 g).

Alasan lain untuk kecepatan cahaya bervariasi dengan frekuensi akan menjadi kegagalan relativitas khusus berlaku untuk skala kecil, seperti yang diperkirakan oleh beberapa teori yang diusulkan dari gravitasi kuantum. Pada tahun 2009, pengamatan spektrum semburan sinar gamma GRB 090510 tidak menemukan perbedaan dalam kecepatan foton dengan energi yang berbeda, membenarkan bahwa invariansi Lorentz diverifikasi setidaknya sampai ke skala panjang Planck (lP = ħG/c3 ≈ 1,6163×10−35 m) dibagi dengan 1,2.[56]

Di sebuah medium

Dalam sebuah medium, cahaya biasanya tidak bergerak pada laju yang sama dengan c; berbagai jenis gelombang cahaya akan melakukan perjalanan pada kelajuan yang berbeda. Kelajuan di mana puncak-puncak individu dan palung dari gelombang bidang (gelombang mengisi seluruh ruang, dengan hanya satu frekuensi) merambat disebut kecepatan fase vp. Sinyal fisik dengan batas terbatas (pulsa cahaya) bergerak pada kelajuan yang berbeda. Bagian terbesar dari pulsa berjalan pada kecepatan kelompok vg, dan bagian paling awal berjalan di kecepatan depan vf.

Gelombang termodulasi bergerak dari kiri ke kanan. Ada tiga poin yang ditandai dengan titik: Titik biru pada simpul dari gelombang pembawa, titik hijau di maksimum amplop, dan titik merah di depan amplop.
Titik biru bergerak pada kecepatan riak, kecepatan fase; titik hijau bergerak dengan kecepatan amplop, kecepatan kelompok; dan titik merah bergerak dengan kecepatan bagian terpenting dari pulsa, kecepatan depan

Kecepatan fase penting dalam menentukan bagaimana gelombang cahaya bergerak melalui materi atau dari satu material yang lain. Hal ini sering diwakili dalam hal indeks bias. Indeks bias material didefinisikan sebagai rasio c ke kecepatan fase vp dalam materi: indeks bias lebih besar menunjukkan kelajuan yang lebih rendah. Indeks bias material mungkin tergantung pada frekuensi, intensitas, polarisasi, atau arah propagasi cahaya; meskipun, dalam banyak kasus, itu dapat diperlakukan sebagai konstanta bergantung-bahan. Indeks bias udara adalah sekitar 1,0003.[57] Media yang lebih padat, seperti air,[58] kaca,[59] dan intan,[60] memiliki indeks bias sekitar 1,3, 1,5 dan 2,4, secara berurutan, untuk cahaya tampak. Dalam bahan eksotis seperti kondensat Bose-Einstein dekat nol mutlak, laju efektif cahaya mungkin hanya beberapa meter per detik. Namun, ini merupakan penundaan penyerapan dan re-radiasi antara atom, seperti semua kelajuan lebih lambat dari c dalam zat materi. Sebagai contoh ekstrim dari "perlambatan" cahaya dalam materi, dua tim independen dari fisikawan mengaku menjadikan cahaya "berhenti sepenuhnya" dengan melewatkannya melalui kondensat Bose-Einstein dari unsur rubidium, satu tim di Universitas Harvard dan Rowland Institute for Science di Cambridge, Mass., dan yang lainnya di Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, juga di Cambridge. Namun, deskripsi populer cahaya "berhenti" dalam percobaan ini hanya mengacu pada cahaya yang disimpan dalam keadaan tereksitasi dari atom, kemudian kembali dipancarkan pada waktu kemudian, karena dirangsang oleh pulsa laser kedua. Selama "berhenti," hal itu tidak lagi menjadi cahaya. Jenis perilaku ini umumnya benar secara mikroskopis di semua media transparan yang "memperlambat" laju cahaya.[61]

Dalam bahan transparan, indeks bias umumnya lebih besar dari 1, berarti bahwa kecepatan fase kurang dari c. Dalam bahan lain, adalah mungkin untuk indeks bias menjadi lebih kecil dari 1 untuk beberapa frekuensi; di beberapa bahan eksotis bahkan dimungkinkan untuk indeks bias menjadi negatif.[62] Persyaratan bahwa kausalitas tidak dilanggar menyiratkan bahwa bagian real dan imajiner dari konstanta dielektrik dari bahan apapun, sesuai masing-masing dengan indeks bias dan dengan koefisien atenuasi, dihubungkan oleh hubungan Kramer-Kronig.[63] Secara praktis, ini berarti bahwa dalam bahan dengan indeks bias kurang dari 1, penyerapan gelombang sangat cepat yang tidak ada sinyal dapat dikirim lebih cepat dari c.

Sebuah pulsa dengan kecepatan kelompok dan fase yang berbeda (yang terjadi jika kecepatan fase tidak sama untuk semua frekuensi pulsa) menyebar dari waktu ke waktu, sebuah proses yang dikenal sebagai dispersi. Bahan-bahan tertentu memiliki kecepatan kelompok yang sangat rendah (atau bahkan nol) untuk gelombang cahaya, fenomena yang disebut cahaya lambat, yang telah dikonfirmasi di berbagai eksperimen.[64][65][66][67] Sebaliknya, kecepatan kelompok melebihi c, juga telah ditunjukkan dalam percobaan.[68] Bahkan mungkin untuk kecepatan kelompok menjadi tak terhingga atau negatif, dengan pulsa bepergian instan atau mundur dalam waktu.[69]

Tak satu pun dari pilihan ini, bagaimanapun, memungkinkan informasi yang akan dikirim lebih cepat dari c. Tidak mungkin untuk mengirimkan informasi dengan pulsa cahaya lebih cepat dari kecepatan bagian awal dari pulsa (kecepatan depan). Hal ini dapat menunjukkan bahwa ini adalah (di bawah asumsi tertentu) selalu sama dengan c.[69]

Hal ini dimungkinkan untuk partikel untuk melakukan perjalanan melalui media lebih cepat dari kecepatan fase cahaya dalam medium (tetapi masih lebih lambat dari c). Ketika partikel bermuatan melakukan itu dalam bahan dielektrik, ekuivalen elektromagnetik dengan gelombang kejut, dikenal sebagai radiasi Cherenkov, dipancarkan.[70]

Efek praktis dari keterbatasan

Laju cahaya adalah relevan untuk komunikasi: waktu tunda pulang-pergi dan satu arah lebih besar dari nol. Hal ini berlaku dari skala kecil sampai astronomi. Di sisi lain, beberapa teknik tergantung pada laju terbatas cahaya, misalnya dalam pengukuran jarak.

Skala kecil

Dalam superkomputer, kecepatan cahaya memberlakukan batas pada seberapa cepat data dapat dikirim antara prosesor. Jika prosesor beroperasi pada 1 gigahertz, sinyal hanya dapat melakukan perjalanan maksimum sekitar 30 cm dalam satu siklus. Prosesor karena itu harus ditempatkan dekat satu sama lain untuk meminimalkan latensi komunikasi; ini dapat menyebabkan kesulitan dengan pendingin. Jika frekuensi jam terus meningkat, laju cahaya pada akhirnya akan menjadi faktor pembatas untuk desain internal cip tunggal.[71]

Jarak yang besar di Bumi

Misalnya, diberikan lingkar ekuator Bumi adalah sekitar 40.075 km dan c sekitar 300.000 km/s, waktu tersingkat teoretis untuk sepotong informasi untuk melakukan perjalanan setengah dunia sepanjang permukaan adalah sekitar 67 milidetik. Ketika cahaya berjalan di seluruh dunia dalam serat optik, waktu transit yang sebenarnya lebih panjang, sebagian karena kecepatan cahaya lebih lambat sekitar 35% dalam serat optik, tergantung pada indeks bias n-nya.[72] Selanjutnya, garis lurus jarang terjadi dalam situasi komunikasi global, dan penundaan dibuat ketika sinyal melewati sebuah switch elektronik atau regenerator sinyal.[73]

Penerbangan ruang angkasa dan astronomi

Diameter bulan adalah sekitar seperempat dari diameter Bumi, dan jarak mereka sekitar tiga puluh kali diameter Bumi. Seberkas cahaya dimulai dari Bumi dan mencapai Bulan dalam waktu sekitar satu seperempat detik.
Seberkas cahaya digambarkan bepergian antara Bumi dan Bulan dalam waktu yang dibutuhkan sebuah pulsa cahaya untuk bergerak di antara mereka: 1,255 detik pada rata-rata jarak orbital mereka (permukaan-ke-permukaan). Ukuran relatif dan pemisahan sistem Bumi-Bulan ditunjukkan sesuai skala.

Demikian pula, komunikasi antara Bumi dan pesawat ruang angkasa tidak seketika. Ada penundaan singkat dari sumber ke penerima, yang menjadi lebih terlihat ketika jarak meningkat. Penundaan ini adalah signifikan untuk komunikasi antara kontrol tanah dan Apollo 8 ketika menjadi pesawat ruang angkasa berawak pertama yang mengorbit Bulan: untuk setiap pertanyaan, stasiun kontrol tanah harus menunggu setidaknya tiga detik untuk jawaban tiba.[74] Penundaan komunikasi antara Bumi dan Mars bisa bervariasi antara lima dan dua puluh menit tergantung pada posisi relatif dari dua planet. Sebagai konsekuensi dari ini, jika robot di permukaan Mars menghadapi masalah, pengendali manusia tidak akan menyadari hal itu sampai setidaknya lima menit kemudian, dan mungkin sampai dua puluh menit kemudian; kemudian akan membutuhkan lima sampai dua puluh menit untuk petunjuk untuk melakukan perjalanan dari Bumi ke Mars.

NASA harus menunggu beberapa jam untuk informasi dari probe yang mengorbit Jupiter, dan jika perlu untuk memperbaiki kesalahan navigasi, perbaikan tidak akan sampai pada pesawat ruang angkasa untuk jumlah waktu yang sama, menciptakan risiko koreksi tidak tiba pada waktunya.

Menerima cahaya dan sinyal dari sumber astronomi jauh bahkan dapat memakan waktu lebih lama. Sebagai contoh, dibutuhkan 13 miliar (13×109) tahun untuk cahaya untuk melakukan perjalanan ke Bumi dari galaksi jauh dilihat dalam gambar Hubble Ultra Deep Field.[75][76] Foto-foto itu, yang diambil hari ini, menangkap gambar galaksi seperti mereka tampak 13 miliar tahun yang lalu, ketika alam semesta berusia kurang dari satu miliar tahun.[75] Fakta bahwa objek yang lebih jauh tampak lebih muda, karena laju cahaya yang terbatas, memungkinkan para astronom untuk menyimpulkan evolusi bintang, galaksi, dan alam semesta itu sendiri.

Jarak astronomi kadang-kadang dinyatakan dalam tahun cahaya, terutama dalam publikasi sains populer dan media.[77] Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun, sekitar 9461 miliar kilometer, 5879 miliar mil, atau 0,3066 parsec. Dalam angka bulat, satu tahun cahaya adalah hampir 10 triliun kilometer atau hampir 6 triliun mil. Proxima Centauri, bintang terdekat dengan Bumi setelah Matahari, sekitar 4,2 tahun cahaya.[78]

Pengukuran jarak

Sistem radar mengukur jarak ke target dengan waktu yang dibutuhkan pulsa gelombang radio untuk kembali ke antena radar setelah dipantulkan oleh target: jarak ke target adalah setengah waktu transit pulang-pergi yang dikalikan dengan laju cahaya. Sebuah penerima Global Positioning System (GPS) mengukur jarak ke satelit GPS berdasarkan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk sinyal radio tiba dari setiap satelit, dan dari jarak ini menghitung posisi penerima. Karena cahaya bergerak sekitar 300.000 kilometer (186.000 mi) dalam satu detik, pengukuran pecahan kecil dari detik harus sangat tepat. Lunar Laser Ranging Experiment, astronomi radar dan Deep Space Network menentukan jarak ke Bulan,[79] planet[80] dan pesawat ruang angkasa,[81] secara berurutan, dengan mengukur waktu transit pulang-pergi.

Perdagangan frekuensi tinggi

Laju cahaya telah menjadi penting dalam perdagangan frekuensi tinggi, di mana para pedagang berusaha untuk mendapatkan keuntungan menit dengan memberikan perdagangan mereka untuk pertukaran pecahan detik lebih dulu dari pedagang lainnya. Misalnya, pedagang telah beralih ke komunikasi gelombang mikro antara hub perdagangan, karena keuntungan gelombang mikro bepergian di dekat laju cahaya di udara, lebih dari sinyal serat optik yang bepergian 30-40% lebih lambat dari laju cahaya melalui kaca.[82]

Pengukuran

Ada berbagai cara untuk menentukan nilai c. Salah satu cara adalah dengan mengukur laju yang sebenarnya di mana gelombang cahaya merambat, yang dapat dilakukan dengan berbagai setup astronomi dan berbasis-bumi. Namun, hal ini juga memungkinkan untuk menentukan c dari hukum fisika lainnya di mana ia muncul, misalnya, dengan menentukan nilai-nilai konstanta elektromagnetik ε0 dan μ0 dan menggunakan hubungan mereka dengan c. Secara historis, hasil yang paling akurat telah diperoleh dengan secara terpisah menentukan frekuensi dan panjang gelombang sinar, dengan produk mereka menyamai c.

Pada tahun 1983 meter didefinisikan sebagai "panjang jalan yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa selama selang waktu dari 299.792.458 detik",[83] menetapkan nilai laju cahaya di 299.792.458 m/s dengan definisi, seperti yang dijelaskan di bawah ini. Akibatnya, pengukuran akurat dari kecepatan cahaya menghasilkan realisasi akurat dari meter daripada nilai yang akurat dari c.

Pengukuran astronomis

Pengukuran kecepatan cahaya menggunakan gerhana Io oleh Jupiter

Luar angkasa adalah pengaturan nyaman untuk mengukur laju cahaya karena skala besar dan vakum hampir sempurna. Biasanya, seseorang mengukur waktu yang dibutuhkan untuk cahaya untuk melintasi jarak referensi dalam tata surya, seperti jari-jari orbit bumi. Secara historis, pengukuran tersebut dapat dibuat cukup akurat, dibandingkan dengan seberapa akurat panjang jarak referensi dikenal di unit berbasis Bumi. Sudah menjadi adat untuk mengekspresikan hasil dalam satuan astronomi (SA) per hari.

Ole Christensen Rømer menggunakan pengukuran astronomis untuk membuat estimasi kuantitatif pertama dari laju cahaya.[84][85] Ketika diukur dari Bumi, periode bulan yang mengorbit sebuah planet lebih pendek saat Bumi mendekati planet daripada ketika bumi sedang menjauhinya. Jarak yang ditempuh oleh cahaya dari planet (atau bulannya) ke Bumi lebih pendek saat Bumi berada pada titik di orbitnya yang paling dekat dengan planet dibandingkan saat Bumi berada pada titik terjauh di orbitnya, perbedaan jarak adalah diameter orbit Bumi mengelilingi Matahari. Perubahan yang diamati dalam periode orbit bulan disebabkan oleh perbedaan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk melintasi jarak yang lebih pendek atau lebih panjang. Rømer mengamati efek ini untuk bulan terdalam Yupiter Io dan menyimpulkan bahwa cahaya memerlukan 22 menit untuk menyeberangi diameter orbit bumi.

Sebuah bintang memancarkan sinar cahaya yang menghantam obyektif teleskop. Sementara cahaya bergerak menuruni teleskop untuk lensa mata, teleskop bergerak ke kanan. Untuk cahaya tetap di dalam teleskop, teleskop harus miring ke kanan, menyebabkan sumber yang jauh untuk muncul di lokasi yang berbeda ke kanan.
Aberasi cahaya: cahaya dari sumber yang jauh tampak berasal dari lokasi yang berbeda untuk teleskop yang bergerak karena laju terbatas cahaya.

Cara lain adalah dengan menggunakan aberasi cahaya, ditemukan dan dijelaskan oleh James Bradley pada abad ke-18.[86] Efek ini hasil dari penjumlahan vektor dari laju cahaya yang datang dari sumber yang jauh (seperti bintang) dan kecepatan pengamat (lihat diagram di sebelah kanan), sehingga seorang pengamat yang bergerak melihat cahaya yang datang dari arah yang sedikit berbeda dan akibatnya melihat sumber di posisi yang bergeser dari posisi semula. Karena arah kecepatan bumi berubah terus-menerus ketika Bumi mengorbit Matahari, efek ini menyebabkan posisi tampak bintang untuk bergerak. Dari perbedaan sudut dalam posisi bintang (maksimal 20,5 detik busur)[87] adalah mungkin untuk mengekspresikan laju cahaya dalam hal kecepatan Bumi mengelilingi matahari, yang dengan panjang diketahui dari setahun dapat dikonversi ke waktu yang dibutuhkan untuk perjalanan dari Matahari ke Bumi. Pada 1729, Bradley menggunakan metode ini untuk mendapatkan bahwa cahaya melakukan perjalanan 10.210 kali lebih cepat dari Bumi di orbitnya (angka modern 10.066 kali lebih cepat) atau, secara setara, bahwa cahaya membutuhkan 8 menit 12 detik untuk melakukan perjalanan dari Matahari ke Bumi.[86]

Satuan astronomi

Satuan astronomi (SA) adalah kira-kira jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari. SA didefinisikan kembali pada tahun 2012 sebagai persis 149.597.870.700 m.[88][89] Sebelumnya SA tidak didasarkan pada Sistem Satuan Internasional tetapi dalam hal gaya gravitasi yang diberikan oleh Matahari dalam mekanika klasik.[Note 6] Definisi saat ini menggunakan nilai yang direkomendasikan dalam meter untuk definisi satuan astronomi sebelumnya, yang ditentukan oleh pengukuran.[88] Redefinisi ini analog dengan meter, dan juga memiliki efek menetapkan laju cahaya ke nilai yang tepat dalam satuan astronomi per detik (melalui laju cahaya yang tepat dalam meter per detik).

Sebelumnya, kebalikan dari c dinyatakan dalam detik per satuan astronomi diukur dengan membandingkan waktu untuk sinyal radio untuk mencapai pesawat ruang angkasa yang berbeda di Tata Surya, dengan posisi mereka dihitung dari efek gravitasi Matahari dan berbagai planet. Dengan menggabungkan banyak pengukuran tersebut, nilai terbaik untuk waktu cahaya per satuan jarak dapat diperoleh. Misalnya, pada tahun 2009, estimasi terbaik, yang disetujui oleh International Astronomical Union (IAU), adalah:[91][92]

Waktu cahaya untuk satuan jarak: 499,004783836(10) s
c = 0,00200398880410(4) SA/s = 173,144632674(3) SA/hari.

Ketidakpastian relatif dalam pengukuran ini adalah 0,02 bagian per miliar (2×10−11), setara dengan ketidakpastian dalam pengukuran panjang berbasis Bumi dengan interferometri.[93] Sejak meter didefinisikan sebagai jarak tempuh cahaya dalam interval waktu tertentu, pengukuran waktu cahaya dalam hal definisi sebelumnya satuan astronomi juga dapat diartikan sebagai mengukur panjang satu SA (definisi lama) dalam meter.[Note 7]

Observasi Rømer dengan mengamati gerakan planet Jupiter dan menghitung pergeseran periode orbit dari salah satu bulan satelitnya yang bernama Io, dan kemudian Rømer dapat memperkirakan jarak tempuh cahaya dari garis tengah orbit bumi

Kronologis

Beragam ilmuwan sepanjang sejarah telah mencoba untuk mengukur laju cahaya.

  • Pada tahun 1629, Isaac Beeckman melakukan pengamatan sinar flash yang dipantulkan oleh cermin dari jarak 1 mil (1,6 kilometer).
  • Pada tahun 1638, Galileo Galilei berusaha untuk mengukur laju cahaya dari waktu tunda antara sebuah cahaya lentera dengan persepsi dari jarak cukup jauh.
  • Pada tahun 1667, percobaan Galileo Galilei diteliti oleh Accademia del Cimento of Florence, dengan rentang 1 mil, tetapi tidak terdapat waktu tunda yang dapat diamati. Berdasarkan perhitungan modern, waktu tunda pada percobaan itu seharusnya adalah 11 mikrodetik. Dan Galileo Galilei mengatakan bahwa pengamatan itu tidak menunjukkan bahwa cahaya mempunyai kecepatan yang tidak terhingga, tetapi hanya menunjukkan bahwa cahaya mempunyai laju yang sangat tinggi.[94][95]
  • Pada tahun 1676, sebuah percobaan awal untuk mengukur laju cahaya dilakukan oleh Ole Christensen Rømer, seorang ahli fisika Denmark dan anggota grup astronomi dari French Royal Academy of Sciences. Dengan menggunakan teleskop, Ole Christensen Rømer mengamati gerakan planet Jupiter dan salah satu bulan satelitnya, bernama Io.[84][85] Dengan menghitung pergeseran periode orbit Io, Rømer memperkirakan jarak tempuh cahaya pada diameter orbit bumi sekitar 22 menit.[96] Jika pada saat itu Rømer mengetahui angka diameter orbit bumi, perhitungan laju cahaya yang dibuatnya akan mendapatkan angka 227×106 meter/detik. Dengan data Rømer ini, Christiaan Huygens mendapatkan estimasi kecepatan cahaya pada sekitar 220×106 meter/detik.
Penemuan awal penemuan grup ini diumumkan oleh Giovanni Domenico Cassini pada tahun 1675, periode Io, bulan satelit planet Jupiter dengan orbit terpendek, tampak lebih pendek pada saat Bumi bergerak mendekati Jupiter daripada pada saat menjauhinya. Rømer mengatakan hal ini terjadi karena cahaya bergerak pada kecepatan yang konstan.
  • Pada bulan September 1676, berdasarkan asumsi ini, Rømer memperkirakan bahwa pada tanggal 9 November 1676, Io akan muncul dari bayang-bayang Jupiter 10 menit lebih lambat daripada kalkulasi berdasarkan rata-rata kecepatannya yang diamati pada bulan Agustus 1676.[97] Setelah perkiraan Rømer terbukti,[98] dia diundang oleh French Academy of Sciences[99] untuk menjelaskan metode yang digunakan untuk hal tersebut.[100] Diagram di samping adalah replika diagram yang digunakan Rømer dalam penjelasan tersebut.[101]
  • Pada tahun 1704, Isaac Newton juga menyatakan bahwa cahaya bergerak pada laju konstan. Dalam bukunya berjudul Opticks, Newton menyatakan besaran laju cahaya senilai 16,6 x diamater Bumi per detik (210.000 kilometer/detik).
Teori James Bradley
Diagram Hippolyte Fizeau
  • Pada tahun 1725, James Bradley mengatakan, cahaya bintang yang tiba di Bumi akan tampak seakan-akan berasal dari sudut yang kecil, dan dapat dikalkulasi dengan membandingkan kecepatan Bumi pada orbitnya dengan kecepatan cahaya. Kalkulasi laju cahaya oleh Bradley adalah sekitar 298.000 kilometer/detik (186.000 mil/detik). Teori Bradley dikenal sebagai stellar aberration.[102] Sinar cahaya yang datang bintang 1 membutuhkan waktu untuk mencapai bumi, dan pada saat sinar tersebut tiba, bumi telah bergeser pada orbitnya, sehingga seolah-olah kita melihat sinar cahaya tersebut datang dari bintang di lokasi 2.
  • Pada tahun 1849, pengukuran laju cahaya, yang lebih akurat, dilakukan di Eropa oleh Hippolyte Fizeau. Fizeau menggunakan roda sprocket yang berputar untuk meneruskan cahaya dari sumbernya ke sebuah cermin yang diletakkan sejauh beberapa kilometer. Pada kecepatan rotasi tertentu, cahaya sumber akan melalui sebuah kisi, menempuh jarak menuju cermin, memantul kembali dan tiba pada kisi berikutnya. Dengan mengetahui jarak cermin, jumlah kisi, kecepatan putar roda, Fizeau mendapatkan kalkulasi laju cahaya pada 313×106 meter/detik.
  • Pada tahun 1862, Léon Foucault bereksperimen dengan penggunaan cermin rotasi dan mendapatkan angka 298×106 meter/detik.
  • Albert Abraham Michelson melakukan percobaan-percobaan dari tahun 1877 hingga tahun 1926 untuk menyempurnakan metode yang digunakan Foucault dengan penggunaan cermin rotasi untuk mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya pada 2 x jarak tempuh antara Gunung Wilson dan Gunung San Antonio, di California. Hasil pengukuran menunjukkan 299.796.000 meter/detik. Dia wafat lima tahun kemudian pada tahun 1931.
  • Pada tahun 1946, saat pengembangan cavity resonance wavemeter untuk penggunaan pada radar, Louis Essen dan A. C. Gordon-Smith menggunakan gelombang mikro dan teori elektromagnetik untuk menghitung laju cahaya. Angka yang didapat adalah 299.792±3 kilometer/detik.
  • Pada tahun 1950, Essen mengulangi pengukuran tersebut dan mendapatkan angka 299.792,5±1 kilometer/detik, yang menjadi acuan bagi 12th General Assembly of the Radio-Scientific Union pada tahun 1957.

Angka yang paling akurat ditemukan di Cambridge pada pengukuran melalui kondensat Bose-Einstein dengan elemen Rubidium. Tim pertama dipimpin oleh Dr. Lene Vestergaard Hau dari Harvard University and the Rowland Institute for Science. Tim yang kedua dipimpin oleh Dr. Ronald L. Walsworth, dan, Dr. Mikhail D. Lukin dari the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Notasi laju cahaya (c) mempunyai makna "konstan" atau tetap[6] yang digunakan sebagai notasi laju cahaya dalam ruang hampa udara, namun terdapat juga penggunaan notasi c untuk laju cahaya dalam medium material sedangkan c0 untuk kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara.[8] Notasi subskrip ini dimaklumkan karena dalam literatur SI [103] sebagai bentuk standar notasi pada suatu konstanta, ada juga berbentuk seperti: konstanta magnetik µ0, konstanta elektrik e0, impedansi ruang hampa Z0.

Menurut Albert Einstein dalam teori relativitas, c adalah konstanta penting yang menghubungkan ruang dan waktu dalam satu kesatuan struktur dimensi ruang waktu. Di dalamnya, c mendefinisikan konversi antara materi dan energi[2] E=mc2.[104], dan batas tercepat waktu tempuh materi dan energi tersebut.[105][106] c juga merupakan kecepatan tempuh semua radiasi elektromagnetik dalam ruang kamar[107] dan diduga juga merupakan kecepatan gelombang gravitasi.[108][109] Dalam teori ini, sering digunakan satuan natural units di mana c=1,[13][110] sehingga notasi c tidak lagi digunakan.

Lihat pula

Catatan

  1. ^ Nilai eksak:
    (299.792.458
    × 60 × 60 × 24 / 149.597.870.700) SA/hari
  2. ^ Laju cahaya dalam satuan imperial dan satuan AS berdasarkan inci yang secara eksak 2,54 cm dan secara eksak 186.282 mil, 698 yard, 2 kaki, dan 5 21127 inci per detik.[12]
  3. ^ Namun, frekuensi dari cahaya dapat bergantung pada gerakan sumber relatif dengan pengamat, dikarenakan efek Doppler.
  4. ^ Whereas moving objects are measured to be shorter along the line of relative motion, they are also seen as being rotated. This effect, known as Terrell rotation, is due to the different times that light from different parts of the object takes to reach the observer.[21][22]
  5. ^ Efek Scharnhorst membolehkan sinyal untuk berjalan sedikit lebih cepat dari c, tetapi kondisi khusus di mana efek ini dapat terjadi mencegah seseorang menggunakan efek ini untuk melanggar kausalitas.[36]
  6. ^ The astronomical unit was defined as the radius of an unperturbed circular Newtonian orbit about the Sun of a particle having infinitesimal mass, moving with an angular frequency of 0.01720209895 radians (approximately 365,256898 of a revolution) per day.[90]
  7. ^ Nevertheless, at this degree of precision, the effects of general relativity must be taken into consideration when interpreting the length. The metre is considered to be a unit of proper length, whereas the AU is usually used as a unit of observed length in a given frame of reference. The values cited here follow the latter convention, and are TDB-compatible.[92]

Referensi

  1. ^ Penrose, R (2004). The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. Vintage Books. hlm. 410–1. ISBN 9780679776314. ... the most accurate standard for the metre is conveniently defined so that there are exactly 299,792,458 of them to the distance travelled by light in a standard second, giving a value for the metre that very accurately matches the now inadequately precise standard metre rule in Paris. 
  2. ^ a b Uzan, J-P; Leclercq, B (2008). The Natural Laws of the Universe: Understanding Fundamental Constants. Springer. hlm. 43–4. ISBN 0387734546.  Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "LeClerq" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
  3. ^ "How is the speed of light measured?". 
  4. ^ a b Stachel, JJ (2002). Einstein from "B" to "Z" – Volume 9 of Einstein studies. Springer. hlm. 226. ISBN 0-8176-4143-2. 
  5. ^ a b Biro Internasional untuk Ukuran dan Timbangan (2006), Sistem Satuan Internasional [Le Système international d'unités; The International System of Units] (PDF) (dalam bahasa Prancis and Inggris) (edisi ke-8), hlm. 112, ISBN 92-822-2213-6, diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2017-08-14 
  6. ^ a b Gibbs, P (2004) [1997]. "Why is c the symbol for the speed of light?". Usenet Physics FAQ. University of California, Riverside. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2009-11-17. Diakses tanggal 2009-11-16.  "The origins of the letter c being used for the speed of light can be traced back to a paper of 1856 by Weber and Kohlrausch [...] Weber apparently meant c to stand for 'constant' in his force law, but there is evidence that physicists such as Lorentz and Einstein were accustomed to a common convention that c could be used as a variable for velocity. This usage can be traced back to the classic Latin texts in which c stood for 'celeritas' meaning 'speed'." Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "Yc" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
  7. ^ Mendelson, KS (2006). "The story of c". American Journal of Physics. 74 (11): 995–997. Bibcode:2006AmJPh..74..995M. doi:10.1119/1.2238887. 
  8. ^ a b See for example:
  9. ^ Sydenham, PH (2003). "Measurement of length". Dalam Boyes, W. Instrumentation Reference Book (edisi ke-3rd). Butterworth–Heinemann. hlm. 56. ISBN 0-7506-7123-8. ... if the speed of light is defined as a fixed number then, in principle, the time standard will serve as the length standard ... 
  10. ^ "CODATA value: Speed of Light in Vacuum". The NIST reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Diakses tanggal 2009-08-21. 
  11. ^ Jespersen, J; Fitz-Randolph, J; Robb, J (1999). From Sundials to Atomic Clocks: Understanding Time and Frequency (edisi ke-Reprint of National Bureau of Standards 1977, 2nd). Courier Dover. hlm. 280. ISBN 0-486-40913-9. 
  12. ^ Savard, J. "From Gold Coins to Cadmium Light". John Savard. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2009-11-14. Diakses tanggal 2009-11-14. 
  13. ^ a b Lawrie, ID (2002). "Appendix C: Natural units". A Unified Grand Tour of Theoretical Physics (edisi ke-2nd). CRC Press. hlm. 540. ISBN 0-7503-0604-1.  Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "Lawrie" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
  14. ^ Hsu, L (2006). "Appendix A: Systems of units and the development of relativity theories". A Broader View of Relativity: General Implications of Lorentz and Poincaré Invariance (edisi ke-2nd). World Scientific. hlm. 427–8. ISBN 981-256-651-1. 
  15. ^ Einstein, A (1905). "Zur Elektrodynamik bewegter Körper". Annalen der Physik (dalam bahasa German). 17: 890–921. Bibcode:1905AnP...322..891E. doi:10.1002/andp.19053221004.  English translation: Perrett, W; Jeffery, GB (tr.); Walker, J (ed.). "On the Electrodynamics of Moving Bodies". Fourmilab. Diakses tanggal 2009-11-27. 
  16. ^ Hsu, J-P; Zhang, YZ (2001). Lorentz and Poincaré Invariance. Advanced Series on Theoretical Physical Science. 8. World Scientific. hlm. 543ff. ISBN 981-02-4721-4. 
  17. ^ a b Zhang, YZ (1997). Special Relativity and Its Experimental Foundations. Advanced Series on Theoretical Physical Science. 4. World Scientific. hlm. 172–3. ISBN 981-02-2749-3. 
  18. ^ d'Inverno, R (1992). Introducing Einstein's Relativity. Oxford University Press. hlm. 19–20. ISBN 0-19-859686-3. 
  19. ^ Sriranjan, B (2004). "Postulates of the special theory of relativity and their consequences". The Special Theory to Relativity. PHI Learning Pvt. Ltd. hlm. 20 ff. ISBN 81-203-1963-X. 
  20. ^ Roberts, T; Schleif, S; Dlugosz, JM (ed.) (2007). "What is the experimental basis of Special Relativity?". Usenet Physics FAQ. University of California, Riverside. Diakses tanggal 2009-11-27. 
  21. ^ Terrell, J (1959). "Invisibility of the Lorentz Contraction". Physical Review. 116 (4): 1041–5. Bibcode:1959PhRv..116.1041T. doi:10.1103/PhysRev.116.1041. 
  22. ^ Penrose, R (1959). "The Apparent Shape of a Relativistically Moving Sphere". Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. 55 (01): 137–9. Bibcode:1959PCPS...55..137P. doi:10.1017/S0305004100033776. 
  23. ^ Hartle, JB (2003). Gravity: An Introduction to Einstein's General Relativity. Addison-Wesley. hlm. 52–9. ISBN 981-02-2749-3. 
  24. ^ Hartle, JB (2003). Gravity: An Introduction to Einstein's General Relativity. Addison-Wesley. hlm. 332. ISBN 981-02-2749-3. 
  25. ^ 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; seeSchäfer, G; Brügmann, MH (2008). "Propagation of light in the gravitational filed of binary systems to quadratic order in Newton's gravitational constant: Part 3: 'On the speed-of-gravity controversy'". Dalam Dittus, H; Lämmerzahl, C; Turyshev, SG. Lasers, clocks and drag-free control: Exploration of relativistic gravity in space. Springer. ISBN 3-540-34376-8. 
  26. ^ a b Gibbs, P (1997) [1996]. Carlip, S, ed. "Is The Speed of Light Constant?". Usenet Physics FAQ. University of California, Riverside. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2009-11-17. Diakses tanggal 2009-11-26. 
  27. ^ Ellis, GFR; Uzan, J-P (2005). "'c' is the speed of light, isn't it?". American Journal of Physics. 73 (3): 240–7. arXiv:gr-qc/0305099alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2005AmJPh..73..240E. doi:10.1119/1.1819929. The possibility that the fundamental constants may vary during the evolution of the universe offers an exceptional window onto higher dimensional theories and is probably linked with the nature of the dark energy that makes the universe accelerate today. 
  28. ^ An overview can be found in the dissertation of Mota, DF (2006). "Variations of the fine structure constant in space and time". arΧiv:astro-ph/0401631 [astro-ph]. 
  29. ^ Uzan, J-P (2003). "The fundamental constants and their variation: observational status and theoretical motivations". Reviews of Modern Physics. 75 (2): 403. arXiv:hep-ph/0205340alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2003RvMP...75..403U. doi:10.1103/RevModPhys.75.403. 
  30. ^ Amelino-Camelia, G (2008). "Quantum Gravity Phenomenology". arΧiv:0806.0339 [gr-qc]. 
  31. ^ Herrmann, S; et al. (2009). "Rotating optical cavity experiment testing Lorentz invariance at the 10−17 level". Physical Review D. 80 (100): 105011. arXiv:1002.1284alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2009PhRvD..80j5011H. doi:10.1103/PhysRevD.80.105011. 
  32. ^ Lang, KR (1999). Astrophysical formulae (edisi ke-3rd). Birkhäuser. hlm. 152. ISBN 3-540-29692-1. 
  33. ^ It's official: Time machines won't work, Los Angeles Times July 25 2011
  34. ^ HKUST Professors Prove Single Photons Do Not Exceed the Speed of Light
  35. ^ Fowler, M (March 2008). "Notes on Special Relativity" (PDF). University of Virginia. hlm. 56. Diakses tanggal 2010-05-07. 
  36. ^ Liberati, S; Sonego, S; Visser, M (2002). "Faster-than-c signals, special relativity, and causality". Annals of Physics. 298 (1): 167–85. arXiv:gr-qc/0107091alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2002AnPhy.298..167L. doi:10.1006/aphy.2002.6233. 
  37. ^ Taylor, EF; Wheeler, JA (1992). Spacetime Physics. W. H. Freeman. hlm. 74–5. ISBN 0-7167-2327-1. 
  38. ^ Tolman, RC (2009) [1917]. "Velocities greater than that of light". The Theory of the Relativity of Motion (edisi ke-Reprint). BiblioLife. hlm. 54. ISBN 978-1-103-17233-7. 
  39. ^ Hecht, E (1987). Optics (edisi ke-2nd). Addison-Wesley. hlm. 62. ISBN 0-201-11609-X. 
  40. ^ Quimby, RS (2006). Photonics and lasers: an introduction. John Wiley and Sons. hlm. 9. ISBN 978-0-471-71974-8. 
  41. ^ Wertheim, M (2007-06-20). "The Shadow Goes". The New York Times. Diakses tanggal 2009-08-21. 
  42. ^ a b c d Gibbs, P (1997). "Is Faster-Than-Light Travel or Communication Possible?". Usenet Physics FAQ. University of California, Riverside. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2009-11-17. Diakses tanggal 2008-08-20. 
  43. ^ Sakurai, JJ (1994). T, S, ed. Modern Quantum Mechanics (edisi ke-Revised). Addison-Wesley. hlm. 231–232. ISBN 0-201-53929-2. 
  44. ^ Muga, JG; Mayato, RS; Egusquiza, IL, eds (2007). Time in Quantum Mechanics. Springer. hlm. 48. ISBN 3-540-73472-4. 
  45. ^ Hernández-Figueroa, HE; Zamboni-Rached, M; Recami, E (2007). Localized Waves. Wiley Interscience. hlm. 26. ISBN 0-470-10885-1. 
  46. ^ Wynne, K (2002). "Causality and the nature of information" (PDF). Optics Communications. 209 (1–3): 84–100. Bibcode:2002OptCo.209...85W. doi:10.1016/S0030-4018(02)01638-3.  archive
  47. ^ Rees, M (1966). "The Appearance of Relativistically Expanding Radio Sources". Nature. 211 (5048): 468. Bibcode:1966Natur.211..468R. doi:10.1038/211468a0. 
  48. ^ Chase, IP. "Apparent Superluminal Velocity of Galaxies". Usenet Physics FAQ. University of California, Riverside. Diakses tanggal 2009-11-26. 
  49. ^ Harrison, ER (2003). Masks of the Universe. Cambridge University Press. hlm. 206. ISBN 0-521-77351-2. 
  50. ^ Panofsky, WKH; Phillips, M (1962). Classical Electricity and Magnetism. Addison-Wesley. hlm. 182. ISBN 978-0-201-05702-7. 
  51. ^ Schaefer, BE (1999). "Severe limits on variations of the speed of light with frequency". Physical Review Letters. 82 (25): 4964–6. arXiv:astro-ph/9810479alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:1999PhRvL..82.4964S. doi:10.1103/PhysRevLett.82.4964. 
  52. ^ Ellis, J; Mavromatos, NE; Nanopoulos, DV; Sakharov, AS (2003). "Quantum-Gravity Analysis of Gamma-Ray Bursts using Wavelets". Astronomy & Astrophysics. 402 (2): 409–24. arXiv:astro-ph/0210124alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2003A&A...402..409E. doi:10.1051/0004-6361:20030263. 
  53. ^ Füllekrug, M (2004). "Probing the Speed of Light with Radio Waves at Extremely Low Frequencies". Physical Review Letters. 93 (4): 043901. Bibcode:2004PhRvL..93d3901F. doi:10.1103/PhysRevLett.93.043901. 
  54. ^ a b Adelberger, E; Dvali, G; Gruzinov, A (2007). "Photon Mass Bound Destroyed by Vortices". Physical Review Letters. 98 (1): 010402. arXiv:hep-ph/0306245alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2007PhRvL..98a0402A. doi:10.1103/PhysRevLett.98.010402. PMID 17358459. 
  55. ^ Sidharth, BG (2008). The Thermodynamic Universe. World Scientific. hlm. 134. ISBN 981-281-234-2. 
  56. ^ Amelino-Camelia, G (2009). "Astrophysics: Burst of support for relativity". Nature. 462 (7271): 291–292. Bibcode:2009Natur.462..291A. doi:10.1038/462291a. PMID 19924200. RingkasanNature (19 November 2009). 
  57. ^ de Podesta, M (2002). Understanding the Properties of Matter. CRC Press. hlm. 131. ISBN 0-415-25788-3. 
  58. ^ "Refractive index of Water, H20 [Liquids]". refractiveindex.info. Mikhail Polyanskiy. Diakses tanggal 2010-03-14. 
  59. ^ "Refractive index of Fused Silica [Glasses]". refractiveindex.info. Mikhail Polyanskiy. Diakses tanggal 2010-03-14. 
  60. ^ "Refractive index of C [Crystals etc.]". refractiveindex.info. Mikhail Polyanskiy. Diakses tanggal 2010-03-14. 
  61. ^ Harvard News Office (2001-01-24). "Harvard Gazette: Researchers now able to stop, restart light". News.harvard.edu. Diakses tanggal 2011-11-08. 
  62. ^ Milonni, PW (2004). Fast light, slow light and left-handed light. CRC Press. hlm. 25. ISBN 0-7503-0926-1. 
  63. ^ Toll, JS (1956). "Causality and the Dispersion Relation: Logical Foundations". Physical Review. 104 (6): 1760–1770. Bibcode:1956PhRv..104.1760T. doi:10.1103/PhysRev.104.1760. 
  64. ^ Hau, LV; Harris, SE; Dutton, Z; Behroozi, CH (1999). "Light speed reduction to 17 metres per second in an ultracold atomic gas" (PDF). Nature. 397 (6720): 594–598. Bibcode:1999Natur.397..594V. doi:10.1038/17561. 
  65. ^ Liu, C; Dutton, Z; Behroozi, CH; Hau, LV (2001). "Observation of coherent optical information storage in an atomic medium using halted light pulses" (PDF). Nature. 409 (6819): 490–493. Bibcode:2001Natur.409..490L. doi:10.1038/35054017. PMID 11206540. 
  66. ^ Bajcsy, M; Zibrov, AS; Lukin, MD (2003). "Stationary pulses of light in an atomic medium". Nature. 426 (6967): 638–41. arXiv:quant-ph/0311092alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2003Natur.426..638B. doi:10.1038/nature02176. PMID 14668857. 
  67. ^ Dumé, B (2003). "Switching light on and off". Physics World. Institute of Physics. Diakses tanggal 2008-12-08. 
  68. ^ Whitehouse, D (19 July 2000). "Beam Smashes Light Barrier". BBC News. Diakses tanggal 2008-12-08. 
  69. ^ a b Milonni, PW (2004). "2". Fast light, slow light and left-handed light. CRC Press. ISBN 0-7503-0926-1. 
  70. ^ Cherenkov, Pavel A. (1934). "Видимое свечение чистых жидкостей под действием γ-радиации". Doklady Akademii Nauk SSSR. 2: 451.  Reprinted in Usp. Fiz. Nauk 93 (1967) 385, and in "Pavel Alekseyevich Čerenkov: Chelovek i Otkrytie" A. N. Gorbunov, E. P. Čerenkova (eds.), Moscow, Nauka (1999) pp. 149–153.
  71. ^ Parhami, B (1999). Introduction to parallel processing: algorithms and architectures. Plenum Press. hlm. 5. ISBN 978-0-306-45970-2.  dan Imbs, D; Raynal, Michel (2009). Malyshkin, V, ed. Software Transactional Memories: An Approach for Multicore Programming. 10th International Conference, PaCT 2009, Novosibirsk, Russia, August 31 – September 4, 2009. Springer. hlm. 26. ISBN 978-3-642-03274-5. 
  72. ^ A typical value for the refractive index of optical fibre is between 1.518 and 1.538: Midwinter, JE (1991). Optical Fibers for Transmission (edisi ke-2nd). Krieger Publishing Company. ISBN 0-89464-595-1. 
  73. ^ "Theoretical vs real-world speed limit of Ping". Royal Pingdom. Pingdom. June 2007. Diakses tanggal 2010-05-05. 
  74. ^ "Day 4: Lunar Orbits 7, 8 and 9". The Apollo 8 Flight Journal. NASA. Diakses tanggal 2010-12-16. 
  75. ^ a b "Hubble Reaches the "Undiscovered Country" of Primeval Galaxies" (Siaran pers). Space Telescope Science Institute. 5 January 2010. 
  76. ^ "The Hubble Ultra Deep Field Lithograph" (PDF). NASA. Diakses tanggal 2010-02-04. 
  77. ^ "The IAU and astronomical units". International Astronomical Union. Diakses tanggal 2010-10-11. 
  78. ^ Further discussion can be found at "StarChild Question of the Month for March 2000". StarChild. NASA. 2000. Diakses tanggal 2009-08-22. 
  79. ^ Dickey, JO; et al. (July 1994). "Lunar Laser Ranging: A Continuing Legacy of the Apollo Program". Science. 265 (5171): 482–490. Bibcode:1994Sci...265..482D. doi:10.1126/science.265.5171.482. PMID 17781305. 
  80. ^ Standish, EM (February 1982). "The JPL planetary ephemerides". Celestial Mechanics. 26 (2): 181–186. Bibcode:1982CeMec..26..181S. doi:10.1007/BF01230883. 
  81. ^ Berner, JB; Bryant, SH; Kinman, PW (November 2007). "Range Measurement as Practiced in the Deep Space Network". Proceedings of the IEEE. 95 (11): 2202–2214. doi:10.1109/JPROC.2007.905128. 
  82. ^ "Time is money when it comes to microwaves". Financial Times. 10 May 2013. Diakses tanggal 25 April 2014. 
  83. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama Resolution_1
  84. ^ a b Cohen, IB (1940). "Roemer and the first determination of the velocity of light (1676)". Isis. 31 (2): 327–79. doi:10.1086/347594.  Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "cohen" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
  85. ^ a b "Touchant le mouvement de la lumiere trouvé par M. Rŏmer de l'Académie Royale des Sciences" (PDF). Journal des sçavans (dalam bahasa French): 233–36. 1676. 
    Translated in "On the Motion of Light by M. Romer". Philosophical Transactions of the Royal Society. 12 (136): 893–95. 1677. doi:10.1098/rstl.1677.0024.  (As reproduced in Hutton, C; Shaw, G; Pearson, R eds. (1809). "On the Motion of Light by M. Romer". The Philosophical Transactions of the Royal Society of London, from Their Commencement in 1665, in the Year 1800: Abridged. 2. London: C. & R. Baldwin. hlm. 397–98. )
    The account published in Journal des sçavans was based on a report that Rømer read to the French Academy of Sciences in November 1676 (Cohen, 1940, p. 346). Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "roemer" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
  86. ^ a b Bradley, J (1729). "Account of a new discoved Motion of the Fix'd Stars". Philosophical Transactions. 35: 637–660. 
  87. ^ Duffett-Smith, P (1988). Practical Astronomy with your Calculator. Cambridge University Press. hlm. 62. ISBN 0-521-35699-7.  Extract of page 62
  88. ^ a b "Resolution B2 on the re-definition of the astronomical unit of length" (PDF). International Astronomical Union. 2012. 
  89. ^ "The International System of Units, Supplement 2014: Updates to the 8th edition (2006) of the SI Brochure" (PDF). International Bureau of Weights and Measures. 2014: 14. 
  90. ^ Biro Internasional untuk Ukuran dan Timbangan (2006), Sistem Satuan Internasional [Le Système international d'unités; The International System of Units] (PDF) (dalam bahasa Prancis and Inggris) (edisi ke-8), hlm. 126, ISBN 92-822-2213-6, diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2017-08-14 
  91. ^ Pitjeva, EV; Standish, EM (2009). "Proposals for the masses of the three largest asteroids, the Moon–Earth mass ratio and the Astronomical Unit". Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 103 (4): 365–372. Bibcode:2009CeMDA.103..365P. doi:10.1007/s10569-009-9203-8. 
  92. ^ a b IAU Working Group on Numerical Standards for Fundamental Astronomy. "IAU WG on NSFA Current Best Estimates". US Naval Observatory. Diakses tanggal 2009-09-25. 
  93. ^ "NPL's Beginner's Guide to Length". UK National Physical Laboratory. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2010-08-31. Diakses tanggal 2009-10-28. 
  94. ^ Boyer, CB (1941). "Early Estimates of the Velocity of Light". Isis. 33 (1): 24. doi:10.1086/358523. 
  95. ^ Galilei, G (1954) [1638]. Dialogues Concerning Two New Sciences. translated by Henry Crew and Alfonso de Salvio. Dover Publications. hlm. 43. ISBN 486-60099-8 Periksa nilai: length |isbn= (bantuan). 
  96. ^ Scientific Method, Statistical Method and the Speed of Light. Statistical Science 2000, Vol. 15, No. 3, 254–278
  97. ^ Cohen (1940, pp.328, 351–52); Rømer (1676, p.235). The term "eclipse", with which Cohen refers to these emersions, is used by him to refer to both the moons' immersions into, and their emersions out of, Jupiter's shadow
  98. ^ Cohen (1940, p.353). Cohen raises some doubt about whether the predicted emersion did occur precisely when Rømer claimed. He cites a historical record by a later astronomer, Pierre Charles le Monnier, which placed the event two minutes later.
  99. ^ On the 21st of November (Cohen, 1940, p.346).
  100. ^ Rømer (1676).
  101. ^ Rømer (1676, p.234). The label on the point F was missing from the original copy. Also, the diagram illustrates only a simple special case. In general, neither the points D, K and L, nor the points C, G and F, would be collinear.
  102. ^ Hirschfeld, A (2001). Parallax:The Race to Measure the Cosmos. Henry Holt. ISBN 0-8050-7133-4. 
  103. ^ Bureau International des Poids et Mesures The International System of Units (SI
  104. ^ Harrison, DM (1999). "The Special Theory of Relativity". University of Toronto, Department of Physics. Diakses tanggal 2008-12-08. 
  105. ^ Greene, G (2003). The Elegant Universe. W. W. Norton & Co. hlm. 55–56. ISBN 0393058581. 
  106. ^ Davies, PCW (1979). The Forces of Nature. Cambridge University Press. hlm. 127–28. ISBN 052122523X. 
  107. ^ Duke, PJ (2000). "Electromagnetic waves in free space – no electric charges or currents". Synchrotron Radiation: Production and Properties. Oxford University Press. hlm. 53. ISBN 0198517580. 
  108. ^ Schwinger, JS (2002) [1986]. "Gravitational waves". Einstein's Legacy: The Unity of Space and Time (edisi ke-Reprint). Courier Dover. hlm. 223. ISBN 0486419746. 
  109. ^ Wei-Tou Ni (2005). "Empirical foundation of the relativistic gravity" (PDF). International Journal of Modern Physics D. 14: 901–21. doi:10.1142/S0218271805007139. 
  110. ^ Hsu, L (2006). "Appendix A: Systems of units and the development of relativity theories". A broader view of relativity: general implications of Lorentz and Poincaré invariance (edisi ke-2nd). World Scientific. hlm. 427–428. ISBN 9812566511. 

Bacaan lebih lanjut

Referensi bersejarah

Referensi modern

Pranala luar