Όλε Ρέμερ

Ο Όλε Κρίστενσεν Ρέμερ (Ole Christensen Rømer, 25 Σεπτεμβρίου 1644 – 19 Σεπτεμβρίου 1710) ήταν Δανός αστρονόμος, μαθηματικός, κρατικός αξιωματούχος και εφευρέτης, που το 1676 έκανε τις πρώτες αριθμητικές μετρήσεις της ταχύτητας του φωτός. Στην επιστημονική βιβλιογραφία είναι συχνές και εναλλακτικές γραφές του ονόματός του, όπως Roemer, Römer και Romer.

 Ο Ρέμερ γεννήθηκε στο Ώρχους και ήταν γιος του εμπόρου και καπετάνιου Christen Pedersen και της Anna Olufsdatter Storm, κόρης ενός δημοτικού συμβούλου. Ο Pedersen είχε συνηθίσει να χρησιμοποιεί το όνομα Ρέμερ (Rømer), που σημαίνει τον άνθρωπο από το Ρόμο, για να μη τον συγχέουν με δυο-τρεις άλλους που είχαν το ονοματεπώνυμο Christen Pedersen. Υπάρχουν λίγες πηγές πληροφοριών για τον Όλε Ρέμερ μέχρι την εγγραφή του στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης το 1662. Εκεί δάσκαλός του ήταν ο Ράσμους Μπαρτολίν (Rasmus Bartholin), ο οποίος δημοσίευσε την ανακάλυψη του των διπλοθλαστικών κρυστάλλων (συγκεκριμένα της ισλανδικής κρυστάλλου) το 1668 και ενώ ο Ρέμερ φιλοξενείτο στο σπίτι του. Δόθηκε κάθε ευκαιρία στον Ρέμερ να μάθει Μαθηματικά και Αστρονομία χρησιμοποιώντας τις αστρονομικές παρατηρήσεις του Τύχωνα, καθώς στον Μπαρτολίν είχε ανατεθεί η ετοιμασία τους για δημοσίευση. Αργότερα, ο Ρέμερ βρήκε εργασία από το γαλλικό κράτος: ο βασιλιάς Λουδοβίκος ΙΔ΄ τον προσέλαβε ως δάσκαλο του διαδόχου του γαλλικού θρόνου, ενώ με την ευκαιρία συμμετείχε και στην κατασκευή των υπέροχων συντριβανιών στο ανάκτορο των Βερσαλλιών. Το 1681 ο Ρέμερ επέστρεψε στη Δανία, όπου διορίσθηκε καθηγητής της Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης και, το ίδιο έτος, πήρε για σύζυγό του την Anne Marie Bartholin, κόρη του Ράσμους. Επίσης εκτελούσε αστρονομικές παρατηρήσεις, τόσο στο πανεπιστημιακό αστεροσκοπείο στον Rundetårn («Κυκλικό Πύργο»), όσο και στο σπίτι του, χρησιμοποιώντας βελτιωμένα όργανα δικής του κατασκευής. Δυστυχώς, οι παρατηρήσεις του αυτές δεν διασώθηκαν, καθώς χάθηκαν στη μεγάλη Πυρκαγιά της Κοπεγχάγης του 1728. Ωστόσο ένας βοηθός του (και αργότερα ανεξάρτητος αστρονόμος), ο Peder Horrebow, περιέγραψε πιστά τις παρατηρήσεις του Ρέμερ. Ως «βασιλικός μαθηματικός», ο Ρέμερ εισήγαγε το πρώτο εθνικό σύστημα μέτρων και σταθμών στη Δανία, την Πρωτομαγιά του 1683. Αρχικώς αυτό βασιζόταν στον «πόδα του Ρήνου», ενώ ένα ακριβέστερο εθνικό πρότυπο υιοθετήθηκε το 1698. Μεταγενέστερες μετρήσεις των προτύπων που κατασκευάσθηκαν για το μήκος και τον όγκο φανερώνουν θαυμαστή ακρίβεια. Ο σκοπός του Ρέμερ ήταν να επιτύχει ένα ορισμό βασιζόμενο σε αστρονομικές σταθερές, χρησιμοποιώντας ένα εκκρεμές. Αυτό θα συνέβαινε μετά τον θάνατό του, καθώς πρακτικά προβλήματα το καθιστούσαν ανακριβές εκείνη την εποχή. Εξίσου αξιοσημείωτος είναι ο ορισμός του για το νέο δανικό μίλι. Αυτό ήταν ίσο με 24.000 δανικά πόδια ή ακριβώς 4 λεπτά της μοίρας σε γεωγραφικό πλάτος, πράγμα που διευκόλυνε τη ναυσιπλοΐα. Το έτος 1700 ο Ρέμερ κατόρθωσε να πείσει τον βασιλιά να εισαγάγει το Γρηγοριανό Ημερολόγιο στη Δανία-Νορβηγία, κάτι που ο Τύχων είχε μάταια προσπαθήσει εκατό χρόνια νωρίτερα. Ο Ρέμερ εξάλλου επινόησε μία από τις πρώτες θερμοκρασιακές κλίμακες. Ο Ντάνιελ Γκάμπριελ Φαρενάιτ τον επισκέφθηκε το 1708 και βελτίωσε την κλίμακά του. Το αποτέλεσμα ήταν η θερμοκρασιακή Κλίμακα Φαρενάιτ, που χρησιμοποιείται ακόμα σήμερα σε λίγες αγγλοσαξωνικές χώρες. Ο Ρέμερ ίδρυσε επίσης αρκετές σχολές ναυσιπλοΐας σε πολλές πόλεις της Δανίας. Το 1705 διορίσθηκε δεύτερος Αρχηγός της Αστυνομίας της Κοπεγχάγης, μία θέση που κατείχε μέχρι τον θάνατό του το 1710. Μία από τις πρώτες του ενέργειες μόλις ανέλαβε, ήταν να απολύσει ολόκληρη την αστυνομική δύναμη, πεπεισμένος ότι το ηθικό της ήταν ανησυχητικά χαμηλό. Ο Ρέμερ ήταν ο εφευρέτης των πρώτων λαμπτήρων οδικού φωτισμού (λάμπες λαδιού) στην Κοπεγχάγη, και προσπάθησε σκληρά να θέσει υπό έλεγχο τους ζητιάνους, τους άνεργους φτωχοδιάβολους και τις πόρνες της πόλης. Η θητεία του στην αστυνομία υπήρξε η απαρχή μιας πραγματικής κοινωνικής μεταρρυθμίσεως. Στην Κοπεγχάγη ο Ρέμερ θέσπισε κανόνες για το χτίσιμο νέων σπιτιών, έβαλε τάξη στην ύδρευση και αποχέτευση της πόλεως, εξασφάλισε νέο και καλύτερο εξοπλισμό στην πυροσβεστική υπηρεσία της, και υπήρξε η κινητήρια δύναμη πίσω από τον σχεδιασμό και την κατασκευή νέου οδοστρώματος στους δρόμους. Η εύρεση του γεωγραφικού μήκους ήταν ένα βασικό πρακτικό πρόβλημα στη Χαρτογραφία και τη ναυσιπλοΐα. Ο Φίλιππος Γ' της Ισπανίας προσέφερε βραβείο για την επινόηση μιας μεθόδου προσδιορισμού του γεωγρ. μήκους ενός πλοίου που δεν έβλεπε στεριά, ενώ ο Γαλιλαίος πρότεινε μια μέθοδο για την εύρεση της ώρας, και επομένως και του γεωγραφικού μήκους, βασισμένη στους χρόνους των εκλείψεων των 4 μεγάλων φυσικών δορυφόρων του πλανήτη Δία, χρησιμοποιώντας ουσιαστικά το σύστημα του Δία ως ένα τεράστιο κοσμικό ρολόι. Αυτή η μέθοδος δεν βελτιώθηκε σημαντικά μέχρι την εποχή που αναπτύχθηκαν αρκετά ακριβή μηχανικά ωρολόγια τον 18ο αιώνα. Ο Γαλιλαίος πρότεινε αυτή τη μέθοδο στον Ισπανό βασιλιά το 1616–1617, αλλά αποδείχθηκε ανεφάρμοστη στην πράξη εξαιτίας των ανακριβειών των πινάκων χρόνου του Γαλιλαίου και τη δυσκολία παρατηρήσεως των εκλείψεων από ένα πλοίο. Ωστόσο, με λίγη βελτίωση, η μέθοδος «δουλεύει», κάτι που αποδείχθηκε στην ξηρά. Μετά τις σπουδές του στην Κοπεγχάγη, ο Ρέμερ πήγε στο παλιό αστεροσκοπείο του Τύχωνα, το Ουράνιενμποργκ στο νησί Χβεν, κοντά στην Κοπεγχάγη, το 1671. Σε ένα διάστημα αρκετών μηνών, ο Ρέμερ με τον Ζαν Πικάρ παρατήρησαν περίπου 140 εκλείψεις του δορυφόρου Ιώ του Δία, ενώ ταυτόχρονα στο Παρίσι ο Τζιοβάνι Ντομένικο Κασίνι παρατηρούσε τις ίδιες εκλείψεις. Συγκρίνοντας τους μετρημένους χρόνους των εκλείψεων αυτών, υπολογίσθηκε η διαφορά του γεωγραφικού μήκους του Παρισιού από αυτό του Ουράνιενμποργκ. Ο Κασίνι είχε παρατηρήσει τους δορυφόρους του Δία μεταξύ 1666 και 1668, και είχε ανακαλύψει ασυμφωνίες στις χρονομετρήσεις του, ασυμφωνίες που απέδωσε, ως αρχική εκτίμηση, στο ότι το φως είχε μια πεπερασμένη ταχύτητα. Το 1672 ο Ρέμερ πήγε στο Παρίσι και συνέχισε τις παρατηρήσεις των δορυφόρων του Δία ως βοηθός του Κασίνι. Προσέθεσε τις δικές του παρατηρήσεις σε αυτές του Κασίνι και πρόσεξε ότι τα χρονικά διαστήματα ανάμεσα στις εκλείψεις (ιδίως αυτές της Ιούς) ήταν μικρότερα όταν η απόσταση Γης-Δία μειωνόταν, και μεγαλύτερα όταν η απόσταση αυτή αυξανόταν. Ο Κασίνι έκανε μια σύντομη δημοσίευση τον Αύγουστο 1675, όπου έγραφε: «Αυτή η δεύτερη ανισότητα φαίνεται να οφείλεται στο ότι το φως χρειάζεται ορισμένο χρόνο για να φθάσει ως εμάς από τον δορυφόρο. Το φως πρέπει να χρειάζεται περίπου 10 ως 11 λεπτά για να διανύσει μια απόσταση ίση με την ημιδιάμετρο της γήινης τροχιάς» Παραδόξως, ο Κασίνι φαίνεται ότι εγκατέλειψε αυτό το σκεπτικό, ενώ ο Ρέμερ το υιοθέτησε και ξεκίνησε προσπάθεια να το τεκμηριώσει αδιαμφισβήτητα, χρησιμοποιώντας επιλεγμένες παρατηρήσεις που εκτέλεσαν αυτός και ο Πικάρ μεταξύ 1671 και 1677. Ο Ρέμερ παρουσίασε τα πορίσματά του στη Γαλλική Ακαδημία Επιστημών, ενώ λίγο μετά συνοψίσθηκαν από ανώνυμο σχολιαστή σε μια σύντομη παρουσίαση με τίτλο Démonstration touchant le mouvement de la lumière trouvé par M. Roemer de l'Académie des sciences, που δημοσιεύθηκε στις 7 Δεκεμβρίου 1676 στο Journal des sçavans. Δυστυχώς η παρουσίαση πάσχει από το ότι ο σχολιαστής δεν έχει κατανοήσει την παρουσίαση του Ρέμερ, και καθώς κατέφυγε σε δυσνόητες προτάσεις για να συγκαλύψει την έλλειψη κατανοήσεως από τον ίδιο, συσκότισε τη λογική του Ρέμερ (Jan Teuber: Ole Rømer - videnskabsmand og samfundstjener, εκδ. Gads Forlag, Κοπεγχάγη 2004, κεφ. "Ole Rømer og den bevægede Jord - en dansk førsteplads?"). Μόνο η ερμηνεία των παρατιθέμενων αριθμών βγάζει νόημα: Καθώς 40 περιφορές της Ιούς (των 42,5 ωρών η μία) που παρατηρούνται όταν η Γη προσεγγίζει τον Δία είναι συνολικά 22 λεπτά της ώρας συντομότερες από 40 περιφορές της Ιούς που παρατηρούνται όταν η Γη απομακρύνεται από τον Δία, ο Ρέμερ συμπέρανε ότι το φως θα ταξιδέψει την απόσταση που η Γη διανύει σε 80 περιφορές της Ιούς σε 22 λεπτά. Αυτό δίνει τη δυνατότητα να υπολογισθεί το καθαρό αποτέλεσμα των παρατηρήσεων του Ρέμερ: ο λόγος της ταχύτητας του φωτός προς την ταχύτητα περιφοράς της Γης γύρω από τον Ήλιο, που βρίσκεται ίσος με 9300. Η σύγχρονη τιμή είναι περί το 10100. Ο ίδιος ο Ρέμερ ούτε υπολόγισε αυτό το κλάσμα, ούτε έδωσε κάποια τιμή για την ταχύτητα του φωτός. Αλλά πολλοί άλλοι υπελόγισαν την ταχύτητα από τα δεδομένα του, με πρώτο τον Κρίστιαν Χόυχενς: αφού αλληλογράφησε με τον Ρέμερ και απέκτησε περισσότερα δεδομένα, ο Χόυχενς συμπέρανε ότι το φως ταξίδευε 16 και 2/3 γήινες διαμέτρους το δευτερόλεπτο, θεωρώντας λανθασμένα την τιμή του Ρέμερ των 22 λεπτών ως τον χρόνο στον οποίο το φως διανύει απόσταση ίση με τη διάμετρο της τροχιάς της Γης. Η άποψη του Ρέμερ ότι η ταχύτητα του φωτός είναι πεπερασμένη δεν έγινε πλήρως αποδεκτή μέχρι που έγιναν μετρήσεις της αποπλανήσεως του φωτός από τον Τζέιμς Μπράντλεϋ το 1727. Το 1809, χρησιμοποιώντας και πάλι παρατηρήσεις της Ιούς, αλλά με ακριβέστερες τιμές, ο αστρονόμος Ζαν-Μπατίστ Ντελάμπρ κατέληξε ότι ο χρόνος που χρειαζόταν το φως για να ταξιδέψει από τον Ήλιο ως τη Γη ήταν 8 λεπτά και 12 δευτερόλεπτα. Ανάλογα και με την τιμή αυτής της αποστάσεως, αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα του φωτός είναι λίγο μεγαλύτερη από 300.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Σήμερα, μια εντοιχισμένη πινακίδα στο Αστεροσκοπείο των Παρισίων, όπου εργάσθηκε ο Ρέμερ, υπενθυμίζει το γεγονός που ισοδυναμούσε με την πρώτη μέτρηση μιας γενικής φυσικής σταθεράς που έγινε πάνω σε αυτό τον πλανήτη. Εκτός από την εφεύρεση των πρώτων λαμπτήρων οδικού φωτισμού (λάμπες λαδιού) στην Κοπεγχάγη, ο Ρέμερ επενόησε και τον μεσημβρινό κύκλο, καθώς και το όργανο διαβάσεων. Το Μουσείο Όλε Ρέμερ βρίσκεται στον δήμο Høje-Taastrup της Δανίας, στην ανασκαφείσα θέση του αστεροσκοπείου του Ρέμερ, του Observatorium Tusculanum στο Vridsløsemagle. Το αστεροσκοπείο αυτό λειτούργησε ως το 1716 περίπου, οπότε τα όργανα που είχαν απομείνει μεταφέρθηκαν στον «Κυκλικό Πύργο», στην Κοπεγχάγη. Το μουσείο στεγάζει μια μεγάλη συλλογή αρχαίων και νεότερων αστρονομικών οργάνων. Από το 2002 αυτή η έκθεση είναι τμήμα του μουσείου Kroppedal. R. J. MacKay and R. W. Oldford. "Scientific Method, Statistical Method and the Speed of Light", άρθρο στο περιοδικό Statistical Science, τ. 15, σσ. 254–278, 2000. Στο Διαδίκτυο: [1]) Axel V. Nielsen: Ole Rømer. En Skildring af hans Liv og Gerning. København, 1944. Roemer, Ole Christensen (στο Galileo Project) A Demonstration concerning the Motion of Light, communicated from Paris (Η δημοσίευση του 1676 επί της ταχύτητας του φωτός, στη γαλλική και αγγλική γλώσσα, ως εικόνες) Ο Rømer και η Αρχή του Doppler (περισσότερες λεπτομέρειες για την έρευνα του Ρέμερ) Ο ιστότοπος του Μουσείου Kroppedal Ο Ρέμερ στο χαρτονόμισμα των 50 κορωνών Δανίας