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Opus in profectus

The motion of light

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Demonstration tovchant Le mouvement de la lumière

 

A Demonstration Concerning the Motion of Light

trouvé par M. Römer de l'Académie Royal des Sciences

 

Communicated from Paris, in the Journal des Scavans, and here Made English

IL y a long temps quer les Pilosophes sont en peine de decider par quelque experience. si l'action de la lumiere se porte dans un instant à quelque distance que ce soit, ou si elle demande du temps. Mr. Römer de l'Academie Royale des Sciences s'est avisé d'un moyen tiré des observations du premier satellite de Jupiter, par lequel il démontre que pour une distance d'environ 3000 lieuës, telle qu'est à peu prés la grandeur du diametre de laterre, la lumiere n'a pas besoin d'une seconde de temps.   PHilosophers have been labouring for many years to decide by some Experience, whether the action of Light be conveyed in an instance to distant places, or whether it requireth time. M. Romer of the R. Academy of Sciences hath devised a way, taken from the Observations of the first Satellite of Jupiter, by which he demonstrates, that for the distance of about 3000 leagues, such as is very near the bigness of the Diameter of the Earth, Light needs not one second of time.
     
Soit A le Soleil, B Jupiter, C le premier Satellite qui entre dans l'ombre de Jupiter pour en sortir en D, & soit EFGHKL la Terre placé à diverses distances de Jupiter. Let A (in Fig. 11) be the Sun, B Jupiter, C the first Satellite of Jupiter, which enters into the shadow of Jupiter, to come out of it at D; and let EFGHKL be the Earth placed at divers distances from Jupiter.
     
Or supposé que la Terreeéstant en L vers la seconde Quadrature de Jupiter, ait vu le premier Satellite, lors de son émersion ou sortie de l'ombre en D; & qu'en suite environ 42. heurs & demie aprés, sçavoir aprés une revolution de ce Satellite, la terre se trouvant en K, le voye de retour en D: il est manifeste que si la lumière demande du temps pour traverser l'intervalle LK, le Satellite sera veu plus tard de retour en D, qu'il n'auroit esté si la terre estoit demeurée en K, de sorte que la révolution de ce Satellite, ainsi observée par les Emersions, sera retardée d'autant de temps que la lumière en aura employé à passer de L en K, & qu'au contraire dans l'autre quadrature FG, où la Terre en s'approchant, va au devant de la lumière, les révolution de Immersions paroistront autant accourcies, que celle des Emersions avoient paru allongées. Et parce qu'en 42 heurs & demy, quele le Satellite employe à peu prés à faire chaque revolution, la distance entre la Terre & Jupiter dans l'un & l'autre Quadrature varie tout au moins de 210 diametres de la Terre, il s'ensuit que si pour la valeur de chaque diametre de la Terre, il faloit une seconde de temps, la lumiere employeroit 3½ min. por chacú des intervalles GF, KL ce qui causeroit une differéce de prés d'un demy quart d'heure entre deux revolutions du premier Satellite, dont l'une auroit este observé en FG, & l'autre en KL, au lieu qu'on n'y remarque aucune difference sensible.   Now, suppose that the Earth, being in L towards the second Quadrature of Jupiter, hath seen the first satellite at the time of its emersion or issuing out of the shadow in D; and that about 42½ hours after (vid. after one revolution of this Satellit,) the Earth being in K, do see it returned in D; it is manifest that if the Light require time to traverse the interval LK, the Satellit will be seen returned later in D, than it would have been if the Earth had remained in L, so that the revolution of this Satellit being thus observed by Emersions, will be retarded by so much time, as the Light shall have taken in passing from L to K, and that, on the contrary, in the other Quadrature FG, where the Earth by approaching goes to meet the Light, the revolutions of the Immersions will appear shortened by so much, as those of the Emersions had appeared to be lengthened. And because 42½ hours, which this Satellit very near takes to make one revolution, the distance between the Earth and Jupiter in both the Quadratures varies at least 210 Diameters of the Earth, it follows, that if for the account of every Diameter of the Earth there were required a second of time, the Light would take 3½ minutes for each of the intervals GF, KL; which would cause near half a quarter of an hour between two revolutions of the first Satellit, one observed in FG, and the other in KL, whereas there is not observed any sensible difference.
     
Il ne s'ensuit pas pourtant que la lumiere ne demande aucun temps : car aprés avoir examiné la chose de prés, il a trouvé que ce qui n'étoit pas sensible en deux revolutions devenoit très considerable à l'égard de plusieurs prises ensemble, & que par exemple 40 révolutions observées du costé F, estoient sensiblement plus courtes que 40 autres, observées de l'autre côté en quelque endroit du Zodiaque que Jupiter se soit rencontré; & ce à raison de 22 pour tout l'intervalle HE, qui est le double de celuy qu'il y a d'icy au soleil.   Yet doth it not follow hence, that Light demands no time. For, after M. Romer had examin'd the thing more nearly, he found, that what was not sensible in two revolutions, became very considerable in many being taken together, and that, for example, forty revolutions observed on the side F, might be sensibly shorter, than forty others observed in any place of the Zodiack where Jupiter may be met with; and that in proportion of twenty two for the whole interval of HE, which is the double interval that is from hence to the Sun.
     
La necessité de cette nouvelle Equation du retardement de la lumière, est établie par toutes les observations, qui ont esté faites à l'Académie Royale & à l'Observatoire depuis 8 ans, & nouvellement elle a esté confirmée par l'Emersion du premier Satellite, observée à Paris le 9 Novembre dernier à 5 h, 35 ', 45 '' du soir, 10 minutes plus tard qu'on ne l'eût deû attendre, en les déduisant de celles qui avoient esté observés au mois d'Aoust, lors que la terre estoit beaucoup plus proche de Jupiter, ce que Mr. Roemer avoit prédit à l'Académie dés le commencement de Septembre.   The necessity of this new Equation of retardment of Light, is established by all the observations that have been made in the R. Academy, and in the Observatory, for the space of eight years, and it hath been lately confirmed by the Emersion of the first Satellit observed at Paris the 9th of November last at 5 a Clock, 35 ' 45 ''. at Night, 10 minutes later than it was to be expected, by deducing it from those that had been observed in the Month of August, when the Earth was much nearer to Jupiter : Which M. Romer had predicted to the said Academy from the beginning of September.
     
Mais pour oster tout lieu de douter que cette inégalité soit causée par le retardement de la lumiere, il demontre qu'elle ne peut venir d'aucune excentricité, ou autre cause de celles qu'on apporte ordinairement, pour expiquer les irregularitez de la Lune & des autres Planetes : bien que neanmoins il se soit aperceu que le premier Satellite de Jupiter estoit excentrique, & que dailleurs ses revolutions extoit avancées ou retardés à mesure que Jupiter s'aprochoit ou s'éloignoit du soleil, & même que les revolutions du premier Mobile estoient inégales; sans toutesfois que ces trois dernieres causes d'inégalité empêchent que la premiere ne soit manifeste.   But to remove all doubt, that this inequality is caused by the retardment of the Light, he demonstrates, that it cannot come from any excentricity, or any other cause of those that are commonly alleged to explicate the irregularities of the Moon and the other Planets; though he be well aware, that the first Satellit of Jupiter was excentrick, and that, besides, his revolutions were advanced or retarded according as Jupiter did approach to or recede from the Sun, as also that the the revolutions of the primum mobile were unequal; yet saith he, these three last causes of inequality do not hinder the first from being manifest.
     
Ole Rømer, 1676   Ole Rømer, 1677