Ver o código fonte de «Velocidade da luz»

{{1000}}
{{1000 artigos icona título|materia=Física e Química}}
{{Infobox| title   = Velocidade da luz
| image    = [[Ficheiro:Lasertests.jpg|250px|Nesta imaxe, unha luz [[láser]] móvese polo aire o 99,97% da velocidade da luz no baleiro.]]
| caption  = Nesta imaxe, unha luz [[láser]] móvese polo aire o 99,97% da velocidade da luz no baleiro<ref name=Podesta>{{Cita libro |título=Understanding the Properites of Matter |autor=Michael De Podesta |páxinas= 131|url=http://books.google.cat/books?id=h8BNvnR050cC&pg=PA131&lpg=PA131 |isbn=0415257883 |ano=2002 |editor=[[CRC Press]]|dataacceso=21/09/2014|lingua=inglés}}</ref>
| header1  = Valores exactos
|labelstyle = font-weight:normal 
| label2   = [[metro por segundo|Metros por segundo]]
| data2    = 299.792.458
| label3   = [[Lonxitude de Planck]] por [[tempo de Planck]] <br>(i.e., [[unidades de Planck]])
| data3    = 1
| header4  = Valores aproximados <!--This section lists various values for c, to three significant digits. Please do not change to more exact values!-->
| label5   = [[metro por segundo|Quilómetros por segundo]]
| data5    = 300.000
| label6   = [[Quilómetro por hora|Quilómetros por hora]]
| data6    = 1.080 milions
| label7   = [[Unidade astronómica|Unidades astronómicas]] por día
| data7    = 173
| header8  = Tempo aproximado que tarda a luz en percorrer...
| label9   = un [[centímetro]]
| data9    = 0,033 [[nanosegundo|ns]]
| label10  = un [[metro]]
| data10   = 3,3 [[nanosegon|ns]]
| label11  = un [[quilómetro]]
| data11   = 3,3 [[microsegundo|μs]]
| label12  = unha [[milla]]
| data12   = 5,4 [[microsegundo|μs]]
| label13  = ao redor do [[Ecuador terrestre|ecuador]] da Terra
| data13   = 0,13 [[segundo|s]]
| label14  = desde a Terra á [[órbita xeoestacionaria]] e de volta
| data14   = 0,24 [[segundo|s]]
| label15  = da Terra a  [[Lúa]]
| data15   = 1,3 [[segundo|s]]
| label16  = da Terra o [[Sol]]
| data16   = 8,3 [[minuto|min]]
| label17  = da Terra a [[Alpha Centauri]]
| data17   = 4,4 anos
| label18  = dun extremo o outro da [[Vía Láctea]]
| data18   = 100.000&nbsp;anos
}}
[[Ficheiro:Earth to Sun - en.png|miniatura|250px|A luz do [[Sol]] tarda uns 8 [[minuto]]s e 17 [[segundo]]s en percorrer os 150 millóns de [[quilómetro]]s de distancia media entre a superficie do Sol e a [[Terra]].]]
A '''velocidade da luz''' no [[baleiro]], comunmente representada coa letra '''[[c (constante)|c]]''', é unha [[constante física]] universal importante en moitos campos da [[física]]. O seu valor é de exactamente 299.792.458 [[metro por segundo|metros por segundo]] (≈'''3.00 x 10<sup>8</sup> m/s''') (1.079.252.848,8&nbsp;km/h), un valor exacto, polo que a lonxitude do metro defínese a partir desta constante así como a definición estándar internacional de [[segundo]].<ref name="Penrose2004410-411">[[#CITEREFPenrose2004|Penrose 2004]], p. 410-411:{{Cita|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.|Roger Penrose|The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe|col2=o estándar do metro máis preciso defínese'' convenientemente de modo que sexa exactamente 299.792.458 a distancia que percorre a luz nun segundo estándar, resultando un valor do metro que coincide actualmente de xeito estándar mais precisa que a inadecuada e imprecisa do metro de París.|lingua1={{en}}|lingua2={{gl}}}}</ref> Como explicación da exactitude citada, hai que ter en conta que aínda que anteriormente a velocidade da luz medíase en función de espazo e tempo e as súas unidades, hoxe en día é a unidade de lonxitude, o [[metro]], a que é definida en función da velocidade da luz no baleiro, como o espazo que percorre a luz en 1/299.792.458 de segundo. De acordo coa [[relatividade especial]], ''c'' é a [[velocidade]] máxima á que todas as partículas sen masa e os seus campos asociados (incluíndo a [[radiación electromagnética]] tal como a luz e as ondas gravitacionais) viaxan no baleiro. É tamén a velocidade da gravidade (é dicir, das ondas gravitatorias) predita polas teorías actuais. Estas partículas e ondas viaxan a ''c'', independentemente do movemento da fonte ou do [[sistema inercial|sistema de referencia inercial]] do observador. Na [[teoría da relatividade]], ''c'' interrelaciona o [[espazo-tempo|espazo e o tempo]], e tamén aparece na famosa ecuación de [[equivalencia masa-enerxía]], ''E = mc<sup>2</sup>''.{{sfn|Uzan|Leclercq|2008|p=[http://books.google.com/?id=dSAWX8TNpScC&pg=PA43 43-44]}}

Noutros medios, esta [[velocidade]] é menor e depende do [[índice de refracción]]. A velocidade á que a luz se propaga a través de [[Transparencia (óptica)|materiais transparentes]], como o vidro ou o [[ar (atmosférico)|ar]], é menor que ''c''. A relación entre ''c'' e a velocidade ''v'' á que viaxa a luz a través dun material denomínase o [[índice de refracción]] ''n'' do material (''n''&nbsp;=&nbsp;''c''&nbsp;/&nbsp;''v''). Por exemplo, o índice de refracción do [[vidro]] pola [[Espectro visible|luz visible]] é tipicamente de aproximadamente 1,5, o que significa que a luz no vidro viaxa a ''c''&nbsp;/&nbsp;1,5&nbsp;≈&nbsp;200.000&nbsp;km/s; o índice de refracción do aire pola luz visible é de 1,000293, polo que a velocidade da luz no aire é de 299 705&nbsp;km/s (preto de 88&nbsp;km/s máis lenta que ''c'').

Nalgúns casos, pódese considerar, de xeito aproximado, que a luz e outras ondas electromagnéticas móvense "instantaneamente", pero para longas distancias e medidas moi sensibles á súa velocidade finita ten efectos perceptibles. Por exemplo, na comunicación con [[sonda espacial|sondas espaciais]] afastadas, unha mensaxe pode tardar varios minutos e ata horas en ir desde a Terra ata a sonda. A luz das estrelas que vemos e nos deixaron fai moitos anos, o que permite estudar a historia do [[universo]] mediante a observación de obxectos distantes. A velocidade finita da luz tamén limita a velocidade máxima teórica dos ordenadores, xa que a información debe ser enviada dentro do ordenador dun chip a outro. Finalmente, a velocidade da luz pódese utilizar en medidas de tempo de voo para medir grandes distancias cunha alta precisión.

A primeira proba experimental de que a [[luz]] tiña unha velocidade finita (a diferenza de facelo de xeito instantánea) foi en 1676 e débese a [[Ole Rømer|Ole Christensen Rømer]], que a calculou cunha precisión notable, cando estudaba o movemento aparente da lúa de [[Xúpiter]] [[Ío (lúa)|Ío]], tendo en conta o suporte técnico e teórico de que dispuña ([[Isaac Newton|Newton]] aínda non escribira os ''[[Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica|Principia Mathematica]]'').

Foi en 1865 cando [[James Clerk Maxwell]], e coas [[Ecuacións de Maxwell]], cando se dispuxo dun [[teoría científica|marco teórico]] que insería a luz no eido do [[electromagnetismo]], convertendo a velocidade da luz no baleiro, na velocidade das [[onda electromagnética|ondas electromagnéticas]] no mesmo.<ref>[http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SpeedOfLight/measure_c.html How is the speed of light measured?] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150821181850/http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SpeedOfLight/measure_c.html |date=21 de agosto de 2015 }} Philip Gibbs (1997) {{en}}</ref> Pero en [[1905]], será [[Albert Einstein]], quen defendera que a velocidade da luz respecto calquera [[sistema inercial]] é independente do movemento da fonte de luz,<ref name = "Stachel">{{Cita libro |título = Einstein from "B" tono "Z "- Volume 9 of Einstein studies | nome1 = JJ | apelidos1 = Stachel | editor= Springer | ano = 2002 | ISBN = 0-8176-4143-2 | páxina = 226 | url =http://books.google.com/books?id=OAsQ_hFjhrAC&pg=PA226|lingua=inglés}}</ref> e explorou as consecuencias deste postulado a través da [[relatividade especial|teoría especial da relatividade]] e mostrou que o parámetro '' c '' tiña relevancia fora do contexto da luz e o electromagnetismo. Logo de séculos de medidas cada vez máis precisas, en 1975 atopouse que a velocidade da luz era de 299.792.458&nbsp;m/s, cunha incerteza de medida de 4 partes por mil millóns. En 1983, o metro foi redefinido no [[Sistema Internacional de Unidades]] (SI) como a distancia percorrida pola luz no baleiro en 1/299.792.458 segundos.<ref>
{{cita web|url=http://physics.nist.gov/cuu/Units/meter.html|título=Base unit definitions: Meter|dataacceso=24 de xullo do 2017|editorial=[[Instituto Nacional de Estándares e Tecnoloxía|National Institute of Standards and Technology]]|lingua=en}}</ref> Como resultado, o valor numérico de ''c'' en metros por segundo queda actualmente fixado exactamente pola definición do metro.<ref name = BIPM_SI_units>{{cita libro | editor = International Bureau of weight and Measures | ano = 2006 | título = The International System of Unidos (SI) | edición = 8a ed. | páxinas = 112 | ISBN = 92-822-2213-6}}</ref>

== Notación e unidades ==
Normalmente utilízase o símbolo ''c'', de "constante" ou do [[lingua latina|latín]] ''celeritas'' ("rapidez") para denotar a velocidade da luz no baleiro.<ref>A [[C]] maiúscula é o símbolo nno [[Sistema Internacional de Unidades]] (SI) do [[culombio]].</ref> Orixinalmente utilizábase o símbolo ''V'' para a velocidade da luz, introducido por [[James Clerk Maxwell]] en 1865 En 1856, [[Wilhelm Eduard Weber]] e [[Rudolf Kohlrausch]] usaran ''c'' para unha constante diferente que no futuro mostraríase ser igual a <math>\sqrt{2}</math> veces a velocidade da luz no baleiro. En 1894, [[Paul Drude]] redefiniu ''c'' ao seu significado moderno. En 1905, [[Albert Einstein|Einstein]] utilizou '' V '' nos seus artigos orixinais en alemán sobre a relatividade especial, pero en 1907 pasouse a ''c'', que entón se converteu xa no símbolo estándar para a velocidade da luz.<ref name=Yc>{{Cita web
 |apelidos     = Gibbs
 |nome         = P
 |ano          = 2004
 |ano-orixinal = 1997
 |título      = Why is ''c'' the symbol for the speed of light?
 |url          = http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SpeedOfLight/c.html
 |obra         = Usenet Physics FAQ
 |editor       = [[Universidade de California, Riverside]]
 |dataacceso   = 2009-11-16
 |urlarquivo   = https://www.webcitation.org/5lLMPPN4L?url=http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SpeedOfLight/c.html
 |dataarquivo  = 17 de novembro de 2009
 |urlmorta     = yes
}}</ref><ref>
{{Cita publicación periódica|apelidos=Mendelson |nome=KS
 |ano=2006
 |título=The story of ''c''
 |revista=[[American Journal of Physics]]
 |volume=74 |número=11 |páxinas=995–997
 |doi=10.1119/1.2238887
|bibcode = 2006AmJPh..74..995M }}</ref>

Ás veces, ''c'' utilízase para a velocidade das ondas en ''calquera'' medio, e ''c''<sub>0</sub> para a velocidade da luz no baleiro.<ref name=handbook>Véxase, por exemplo:
* {{Cita libro|apelidos=Lide |nome=DR
 |ano=2004
 |título=CRC Handbook of Chemistry and Physics
 |url=http://books.google.com/?id=WDll8hA006AC&pg=PT76&dq=speed+of+light+%22c0+OR+%22
 |páxinas=2–9
 |editor=[[CRC Press]]
 |isbn=0-8493-0485-7
}}
* {{Cita libro|apelidos=Harris |nome=JW |autor2=''et al.''
 |ano=2002
 |título=Handbook of Physics
 |url=http://books.google.com/?id=c60mCxGRMR8C&pg=PA499&dq=speed+of+light+%22c0+OR+%22+date:2000-2009
 |páxinas=499
 |editor=[[Springer (publisher)|Springer]]
 |isbn=0-387-95269-1
}}
* {{Cita libro|apelidos=Whitaker |nome=JC
 |ano=2005
 |título=The Electronics Handbook
 |url=http://books.google.com/?id=FdSQSAC3_EwC&pg=PA235&dq=speed+of+light+c0+handbook
 |páxinas=235
 |editor=[[CRC Press]]
 |isbn=0-8493-1889-0
}}
* {{Cita libro|apelidos=Cohen |nome=ER |autor2=''et al.''
 |ano=2007
 |título=Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry
 |url=http://books.google.com/?id=TElmhULQoeIC&pg=PA143&dq=speed+of+light+c0+handbook
 |páxinas=184
 |edición=3a ed.|editorial=[[Royal Society of Chemistry]]
 |isbn=0-85404-433-7
}}</ref> Esta notación onde se usa o subíndice, apoiada na documentación oficial do SI,<ref name=BIPM_SI_units /> ten a mesma forma que outras constantes relacionadas: ''μ''<sub>0</sub> para a [[Constante magnética|permeabilidade do baleiro]] ou constante magnética, ''ε''<sub>0</sub> para a [[permitividade do baleiro]] ou constante eléctrica, e ''Z''<sub>0</sub> para a [[Impedancia do espazo libre|impedancia característica do baleiro]]. Neste artigo utilízase ''c'' exclusivamente para a velocidade da luz no baleiro.

Desde 1983, o metro definiuse no SI como a distancia que a luz percorre no baleiro en 1/299.792.458 partes de segundo. Esta definición fixa a velocidade da luz no baleiro en exactamente 299.792.458&nbsp;m/s.<ref name=Boyes>
{{Cita libro
 |ano=2003
 |capítulo=Measurement of length
 |url=http://books.google.com/books?id=sarHIbCVOUAC&pg=PA56
 |autor=Boyes, W
 |título=Instrumentation Reference Book
 |edición= 3a ed.
|páxinas=56
 |editorial=Butterworth–Heinemann
 |isbn=0-7506-7123-8
 |cita=... if the speed of light is defined as a fixed number then, in principle, the time standard will serve as the length standard ...
}}</ref><ref name="Fundamental Physical Constants">
{{Cita web|título=CODATA value: Speed of Light in Vacuum
 |url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?c
 |obra=The NIST reference on Constants, Units, and Uncertainty
|editor=[[Instituto Nacional de Estándares e Tecnoloxía|NIST]]
 |dataacceso=2009-08-21
}}</ref><ref name=Jespersen>
{{Cita libro|apelidos=Jespersen |nome=J |apelidos2=Fitz-Randolph |nome2=J |apelidos3=Robb |nome3=J
 |ano=1999
 |título=From Sundials to Atomic Clocks: Understanding Time and Frequency
 |url=http://books.google.com/?id=Z7chuo4ebUAC&pg=PA280
 |páxinas=280
 |edición=1977a ed.|editorial=[[Courier Dover]]
 |isbn=0-486-40913-9
}}</ref> Como unha [[constante física]] dimensional, o valor numérico de ''c'' é diferente para diferentes sistemas de unidades. Nas ramas da física na que ''c'' aparece a miúdo, como a relatividade, é común o uso dos sistemas de [[unidades naturais]] de medida ou o [[sistema de unidades xeometrizado]], onde ''c''=1.<ref name=Lawrie>
{{Cita libro|apelidos=Lawrie |nome=ID
 |ano=2002
 |capítulo=Appendix C: Natural units
 |url=http://books.google.com/books?id=9HZStxmfi3UC&pg=PA540
 |título=A Unified Grand Tour of Theoretical Physics
 |páxinas=540
 |edición=2a ed.|editorial=[[CRC Press]]
 |isbn=0-7503-0604-1
}}</ref><ref name=Hsu>
{{Cita libro|apelidos=Hsu |nome=L
 |ano=2006
 |capítulo=Appendix A: Systems of units and the development of relativity theories
 |url=http://books.google.com/books?id=amLqckyrvUwC&pg=PA428
 |título=A Broader View of Relativity: General Implications of Lorentz and Poincaré Invariance
 |páxinas=427–8
 |edición=2a ed.|editor=[[World Scientific]]
 |isbn=981-256-651-1
}}</ref> Co uso destas unidades, ''c'' non aparece explicitamente porque a multiplicación ou división por 1 non afecta ao resultado.

== Descrición ==
De acordo coa [[física]] moderna toda [[radiación electromagnética]] (incluída a [[espectro visible|luz visible]]) propágase ou move a unha velocidade constante no baleiro, coñecida comunmente -aínda que impropiamente{{cómpre referencia}}- como "velocidade da luz" (magnitude [[vector]]ial), no canto de "rapidez da luz" (magnitude [[escalar (física)|escalar]]). Esta é unha [[constante física]] denotada como ''c''. A rapidez ''c'' é tamén a rapidez da propagación da [[gravidade]] na [[Relatividade xeral|teoría xeral da relatividade]].

Unha consecuencia nas leis do electromagnetismo (tales como as [[ecuacións de Maxwell]]) é que a rapidez ''c'' da radiación electromagnética non depende da velocidade do obxecto que emite a radiación. Así, por exemplo, a luz emitida dunha fonte de luz que se move rapidamente viaxaría á mesma velocidade que a luz proveniente dunha fonte estacionaria (aínda que o [[cor]], a [[frecuencia]], a [[enerxía]] e o [[Cantidade de movemento|momentum]] da luz cambiarán). A frecuencia observada pode diferir entre dous observadores con velocidades diferentes, causando un fenómeno coñecido como [[efecto Doppler]].

Se se combínase esta observación co [[principio de relatividade]], conclúese que todos os observadores medirán a velocidade da luz no baleiro como unha mesma, sen importar o [[sistema de referencia|marco de referencia]] do observador ou a velocidade do obxecto que emite a luz. Debido a isto, pódese ver a ''c'' como unha constante física fundamental. Este feito, entón, pode ser usado como base na teoría de relatividade especial. A constante é a rapidez ''c'', no canto da luz en si mesma, o cal é fundamental para a [[relatividade especial]]. Deste xeito, se a luz é dalgún xeito retardada para viaxar a unha velocidade menor a ''c'', isto non afectará directamente á teoría de relatividade especial.

Observadores que viaxan a grandes velocidades atoparán que as distancias e os tempos distorsionanse de acordo coa [[transformación de Lorentz]]. Con todo, as transformacións distorsionan tempos e distancias de maneira que a velocidade da luz permanece constante. Unha persoa viaxando a unha velocidade próxima a ''c'' tamén atopará que as cores da luz á fronte se [[Corremento ao azul|tornan azuis]] e atrás [[Corremento o vermello|tórnanse vermellos]].

Se a información puidese viaxar máis rápido que ''c'' nun marco de referencia, a [[causalidade (física)|causalidade]] sería violada: noutros marcos de referencia, a información sería recibida antes de ser mandada; así, a causa podería ser observada despois do efecto. Debido á [[dilatación do tempo]] da relatividade especial, o cociente do tempo percibido entre un observador externo e o tempo percibido por un observador que se move cada vez máis preto da velocidade da luz aproxímase a cero. Se algo puidese moverse máis rapidamente que a luz, este cociente non sería un [[número real]]. Tal violación da causalidade nunca se observou.
[[Ficheiro:Light cone.png|miniatura|Cono de luz no espazotempo. Os acontecementos dos puntos A e B están nun mesmo sistema de referencia, os acontecementos en C non poden ser referenciados cos de A e B.]]
Un cono de luz define a situación que está en contacto causal e aquelas que non o están. Para expoñelo doutro xeito, a información propágase de e cara a un punto de rexións definidas por un [[cono de luz]]. O [[intervalo (matemáticas)|intervalo]] AB no diagrama á dereita é de "tipo tempo" (é dicir, hai un marco da referencia en que acontecemento A e B ocorren na mesma situación no espazo, separados soamente pola súa ocorrencia en tempos diferentes, e se A precede B nese caso entón A precede B en todos casos: non hai caso de referencia no cal o evento A e o evento B ocorran simultaneamente). Deste xeito, é hipoteticamente posible para a materia (ou a información) viaxar de A cara a B, así que pode haber unha relación causal (con A a causa e B o efecto).

Por outra banda, o intervalo AC é de "tipo espazo"{{cómpre referencia}} (é dicir, existe un marco de referencia onde o evento A e o evento B ocorren simultaneamente). Con todo, tamén existen marcos nos que A precede a C ou no que C precede a A. Confinando un xeito de viaxar [[superlumínico|máis rápido que a luz]], non será posible para ningunha materia (ou información) viaxar de A cara a C ou de C cara a A. Deste xeito non hai conexión causal entre A e C.

De acordo á definición actual, adoptada en [[1983]], a rapidez da luz é exactamente 299&nbsp;792&nbsp;458&nbsp;m/s (aproximadamente 3 × 10<sup>8</sup> metros por segundo, 300&nbsp;000&nbsp;km/s ou 300&nbsp;m por millonésima de s).

O valor de ''c'' define a [[permitividade|permitividade eléctrica]] do baleiro (<math>\varepsilon_0</math>) en unidades do [[Sistema Internacional de Unidades|SIU]] como:

:<math> \varepsilon_0=10^{7}/4\pi c^2 \quad \mathrm{(en~ A^2\, s^4\, kg^{-1}\, m^{-3}=F \, m^{-1})}</math>

A [[permeabilidade magnética]] do baleiro (<math>\mu_0</math>) non é dependente de ''c'' e é definida en unidades do [[Sistema Internacional de Unidades|SIU]] como:

:<math> \mu_0=4\,\pi\, 10^{-7} \quad \mathrm{(en~ kg\, m\, s^{-2}\, A^{-2}=N \, A^{-2})}</math>.

Estas constantes aparecen nas [[ecuacións de Maxwell]], que describen o [[electromagnetismo]] e están relacionadas por:

:<math>c=\frac {1} {\sqrt{\varepsilon_0\mu_0}}</math>

As distancias astronómicas son normalmente medidas en [[ano luz|anos luz]] (que é a distancia que percorre a luz nun ano, aproximadamente 9.46 × 10<sup>12</sup> km (9.46&nbsp;billóns de km).

== Definición do metro ==
{{Artigo principal|Metro}}

Historicamente, o metro foi definido como unha fracción da lonxitude dun [[meridiano]] a través de [[París]], con referencia á barra estándar e con referencia a unha [[lonxitude de onda]] dunha [[frecuencia]] particular da luz. Dende [[1983]] o metro foi definido en referencia ao segundo e a velocidade da luz.

En [[1967]] a XIII [[Conferencia Xeral de Pesos e Medidas]] definiu ao segundo do [[Tempo Atómico Internacional|tempo atómico]] como a duración de 9&nbsp;192&nbsp;631&nbsp;770&nbsp;períodos de radiación correspondente á transición entre dous [[estrutura hiperfina|niveis hiperfinos]] do [[estado fundamental]] do [[átomo]] [[cesio]]-133, que na actualidade segue sendo a definición do segundo.

En [[1983]] a Conferencia Xeral de Pesos e Medidas definiu o metro como a lonxitude da traxectoria viaxada pola luz en absoluto baleiro durante un intervalo de tempo de1/299&nbsp;792&nbsp;458&nbsp;de segundo, baseándose na constancia da rapidez da luz para todos os observadores. Isto significa que ao medir a rapidez da luz, ao achar calquera diferenza medible dos valores definidos, entón a lonxitude de tempo estándar é incorrecta, ou está a exhibir un cambio dende o último momento en que foi medida. Se tal cambio fose real na física, e non un erro adxudicable a unha perturbación (como un cambio de [[temperatura]] ou un [[choque mecánico]]), entón teríase feito un importante descubrimento.

A motivación no cambio da definición do metro, así como todos os cambios na definición de unidades, foi prover unha definición precisa da unidade que puidese doadamente ser usada para calibrar homoxeneamente dispositivos en todo o mundo. A [[Sistema métrico|barra estándar]] non era práctica neste sentido, xa que non podía ser sacada da súa cámara ou utilizada por dous científicos ao mesmo tempo. Tamén era propensa a cambios masivos de lonxitude (comparados á exactitude requirida) debido a variacións de temperatura, polo que requiriu un longo tempo de axustes, desgaste dos extremos, oxidación etc., o que se converteu en importantes problemas na busca da exactitude perfecta.
== Comunicacións ==
[[Ficheiro:Temps de parcours GPS.PNG|miniatura|]]
A velocidade da luz é de grande importancia para as [[telecomunicacións]]. Por exemplo, dado que o perímetro da [[Terra]] é de 40.075 [[Quilómetro|km]] (na [[Ecuador terrestre|liña ecuatorial]]) e ''c'' é teoricamente a velocidade máis rápida na que un fragmento de información pode viaxar, o período máis curto de tempo para chegar ao outro extremo do globo terráqueo sería 0.067&nbsp;s.

En realidade, o tempo de viaxe é un pouco máis longo, en parte debido a que a velocidade da luz é preto dun 30% menor nunha [[fibra óptica]], e raramente existen traxectorias rectas nas comunicacións globais; ademais prodúcense atrasos cando o sinal pasa a través de interruptores eléctricos ou xeradores de sinais. En [[2004]], o retardo típico de recepción de sinais desde [[Australia]] ou o [[Xapón]] cara aos [[Estados Unidos de América|Estados Unidos]] era de 0.18&nbsp;s. Adicionalmente, a velocidade da luz afecta ao deseño das [[sen fíos|comunicacións inalámbricas]].

A velocidade finita da luz fíxose aparente a todo o mundo no control de comunicacións entre o [[control terrestre]] de [[Houston, Texas|Houston]] e [[Neil Armstrong]], cando este se [[Apollo 11|converteu no primeiro home]] que puxo un pé sobre a [[Lúa]]: logo de cada pregunta, Houston tiña que esperar preto de 3&nbsp;s para o regreso dunha resposta aínda cando os astronautas respondían inmediatamente.

De xeito similar, o control remoto instantáneo dunha nave interplanetaria é imposible debido a que unha nave suficientemente afastada do noso planeta podería tardar algunhas horas desde que envía información ao centro de control terrestre e recibe as instrucións.

A velocidade da luz tamén pode ter influencia en distancias curtas. Nos [[superordenador]]es a velocidade da luz impón un límite de rapidez á que poden ser enviados os datos entre procesadores. Se un procesador opera a 1 [[Hertz|xigahertz]], o sinal só pode viaxar a un máximo de 300&nbsp;mm nun ciclo único. Polo tanto, os procesadores deben ser colocados preto un doutro para minimizar os atrasos de comunicación. Se as frecuencias dun reloxo continúan incrementándose, a rapidez da luz finalmente converterase nun factor límite para o deseño interno de [[circuíto integrado|chips]] individuais.

== Física ==
=== Velocidade constante para todos os marcos de referencia ===
É importante observar que a velocidade da luz non é un límite de velocidade no sentido convencional. Un [[observador]] que persegue un raio de luz mediríao ao moverse paralelamente el mesmo viaxando á mesma velocidade coma se fose un observador estacionario. Isto débese a que a velocidade medida por este observador depende non só da diferenza de distancias percorridas por el e polo raio, senón tamén do seu [[tempo propio]] que se ralentiza coa velocidade do observador. A ralentización do tempo ou [[dilatación do tempo|dilatación temporal]] para o observador é tal que sempre percibirá a un raio de luz movéndose á mesma velocidade.

A maioría dos individuos están afeitos á regra da adición de velocidades: se dous coches se achegan desde direccións opostas, cada un viaxando a unha velocidade de 50 [[quilómetro por hora|km/h]], esperaríase (cun alto grao de precisión) que cada coche percibiría ao outro nunha velocidade combinada de 50 + 50=100&nbsp;km/h. Isto sería correcto en todos os casos se puideramos ignorar que a medida física do tempo transcorrido é relativa segundo o estado de movemento do observador.

Con todo, a velocidades próximas á da luz, en resultados experimentais faise claro que esta regra non se pode aplicar pola dilatación temporal. Dúas naves que se aproximen unha a outra, cada unha viaxando ao 90% da velocidade da luz relativas a un terceiro observador entre elas, non se percibirán mutuamente a un 90% + 90%=180% da velocidade da luz. No seu lugar, cada unha percibirá á outra aproximándose a menos dun 99.5% da velocidade da luz. Este resultado dáse pola fórmula de adición da velocidade de [[Albert Einstein|Einstein]]:

: <math>
   u =
   \cfrac{v+w}{1+\cfrac{vw}{c^2}}
</math>

onde ''v'' e ''w'' son as velocidades das naves observadas por un terceiro observador, e ''u'' é a velocidade de calquera das dúas naves observada pola outra.

Contrariamente á intuición natural, sen importar a velocidade á que un observador se mova relativamente cara a outro observador, ambos medirán a velocidade dun raio de luz que se aveciña co mesmo valor constante, a velocidade da luz.

A ecuación anterior foi derivada por Einstein da súa teoría de [[relatividade especial]], a cal toma o principio de relatividade como premisa principal. Este principio (orixinalmente proposto por [[Galileo Galilei]]) require que actúen leis físicas do mesmo xeito en todos os [[sistema de referencia|marcos de referencia]].

Xa que as [[ecuacións de Maxwell]] outorgan directamente unha velocidade da luz, debería ser o mesmo para cada observador; unha consecuencia que soaba obviamente equivocada para os físicos do [[século XIX]], quen asumían que a velocidade da luz dada pola teoría de Maxwell é válida en relación ao "éter lumínico".

Pero o [[experimento de Michelson-Morley]], poida que o máis famoso e útil experimento na historia da física, non puido atopar este [[éter (física)|éter]], suxerindo no seu lugar que a velocidade da luz é unha constante en todos os marcos de referencia.

Aínda que non se sabe se Einstein coñecía os resultados dos experimentos de Michelson e Morley, el deu por feito que a velocidade da luz era constante, entendeuno como unha reafirmación do principio de relatividade de Galileo, e deduciu as consecuencias, agora coñecidas como a teoría da [[relatividade especial]], que inclúen a anterior fórmula auto-intuitiva.

=== Velocidade física e velocidade coordinada da luz ===
{{Artigo principal|Velocidade coordenada da luz}}
Debe terse presente, especialmente se se consideran sistemas de referencia non inerciais, que a observación experimental de constancia da luz refírese á velocidade física da luz. A diferenza entre ambas magnitudes ocasionou certos malentendidos aos teóricos de principios do século XX. Así [[Wolfgang Pauli|Pauli]] chegou a escribir:
{{cita|Non se pode falar xa do carácter universal da constancia da velocidade da luz no baleiro posto que a velocidade da luz é constante só nos sistemas de referencia de Galileo.<ref>W. Pauli, ''Theory of Relativity'', Pergamon Press, 1958</ref>}}
Con todo, ese comentario é certo predicado da velocidade coordenada da luz (cuxa definición non involucra os coeficientes métricos do tensor métrico), con todo, unha definición adecuada de velocidade física da luz involucrando as compoñentes do tensor métrico de sistemas de referencia non inerciais leva a que a velocidade física si sexa constante.
=== Interacción con materiais transparentes ===
[[Ficheiro:Refracao.png|miniatura|[[Refracción]] da luz.]]
O [[índice de refracción]] dun material indica como de lenta é a velocidade da luz nese medio comparada co baleiro. A diminución da velocidade da luz nos materiais pode causar a refracción, segundo o demostrado por este prisma (no caso dunha luz branca que parte do prisma nun espectro de cores, a refracción coñécense como dispersión).

Ao pasar a través dos materiais, a luz propágase a unha velocidade menor que ''c'' polo cociente chamado «[[índice de refracción]]» do material. A rapidez da luz no [[aire]] é só levemente menor que ''c''. Medios máis densos, como a [[auga]] e o [[vidro]], poden diminuír máis a rapidez da luz, a fraccións como 3/4 e 2/3 de ''c''. Esta diminución de velocidade tamén é responsable de dobrar a luz nunha interfase entre dous materiais con índices diferentes, un fenómeno coñecido como [[refracción]].

O índice de refracción "n" dun medio vén dado pola seguinte expresión, onde "v" é a velocidade da luz nese medio:

:<math> n=\frac {c} {v}</math>

Xa que a velocidade da luz nos materiais depende do índice de refracción, e o índice de refracción depende da frecuencia da luz, a luz a diferentes frecuencias viaxa a diferentes velocidades a través do mesmo material. Isto pode causar distorsión en ondas electromagnéticas compostas por múltiples frecuencias; un fenómeno chamado [[dispersión da luz|dispersión]].

Os ángulos de incidencia (i) e de refracción (r) entre dous medios, e os índices de refracción, están relacionados pola [[Lei de Snell]]. Os ángulos mídense con respecto ao vector normal á superficie entre os medios:

:<math> n_{i} \cdot \sin{} \alpha_{i}=n_{r} \cdot \sin{}\alpha_{r}</math>

A escala microscópica, considerando a radiación electromagnética como unha partícula, a refracción é causada por unha absorción continua e re-emisión dos [[fotón]]s que compoñen a luz a través dos átomos ou moléculas polos que está atravesando. En certo sentido, a luz por si mesma viaxa só a través do baleiro existente entre estes átomos, e é impedida polos átomos. Alternativamente, considerando á radiación electromagnética como unha onda, as cargas de cada átomo (primariamente [[electrón]]s) interferen cos campos eléctricos e electromagnéticos da radiación, retardando o seu progreso.

=== Máis rápida ca luz ===
{{VT|Superlumínico}}
Unha evidencia experimental recente demostra que é posible para a [[velocidade de grupo]] da luz exceder ''c''. Un experimento fixo que a velocidade de grupo de raios [[láser]] viaxase distancias extremadamente curtas a través de átomos de [[cesio]] a 300 veces ''c''. Con todo, non é posible usar esta técnica para transferir [[información]] máis rápido que ''c'': a rapidez da transferencia de información depende da velocidade frontal (a rapidez na cal o primeiro incremento dun pulso sobre cero móvea adiante) e o produto da velocidade agrupada e a [[velocidade frontal]] é igual ao cadrado da velocidade normal da luz no material.

O exceder a velocidade de grupo da luz deste xeito, é comparable a exceder a velocidade do son emprazando persoas nunha liña espazada equidistantemente, e pedíndolles a todos que griten unha palabra un tras outro con intervalos curtos, cada un medindo o tempo ao mirar o seu propio reloxo para que non teñan que esperar a escoitar o grito da persoa previa.

A rapidez da luz tamén pode parecer superada en certo fenómeno que inclúe [[ondas evanescentes]], tales como [[Efecto túnel|túneles cuánticos]]. Os experimentos indican que a [[velocidade de fase]] de ondas evanescentes poden exceder a ''c''; con todo, parecería que nin a velocidade agrupada nin a velocidade frontal exceden ''c'', así, de novo, non é posible que a información sexa transmitida máis rápido que ''c''.

Nalgunhas interpretacións da [[mecánica cuántica]], os efectos cuánticos poden ser retransmitidos a velocidades maiores que ''c'' (de feito, a [[acción a distancia]] percibiuse longamente como un problema coa mecánica cuántica: ver [[paradoxo EPR]]). Por exemplo, os [[estado cuántico|estados cuánticos]] de dúas partículas poden estar enlazados, de maneira que o estado dunha partícula condicione o estado doutra partícula (expresándoo doutro xeito, un debe ter un [[spin]] de +½ e o outro de -½). Ata que as partículas son observadas, estas existen nunha [[Principio de superposición|superposición]] de dous estados cuánticos ( + ½, -½) e (-½, +½). Se as partículas son separadas e unha delas é observada para determinar o seu estado cuántico, entón o estado cuántico da segunda partícula determínase automaticamente. Se, nalgunhas interpretacións de mecánica cuántica, se presume que a información achega do estado cuántico é local para unha partícula, entón débese concluír que a segunda partícula toma o seu estado cuántico instantaneamente, axiña que como a primeira observación lévase a cabo. Con todo, é imposible controlar que estado cuántico tomará a primeira partícula cando sexa observada, así que ningunha información pode ser transmitida deste xeito. As [[leis da física]] tamén parecen previr que a información sexa transmitida a través de xeitos máis astutos, e isto levou á formulación de regras tales como o [[teorema de non clonación]].

O chamado [[superlumínico|movemento superluminar]] tamén é visto en certos obxectos astronómicos, tales como os [[Jet (astronomía)|jet de galaxia activa]], galaxias activas e [[quásar]]s. Con todo, estes jets non se moven realmente a velocidades excedentes á da luz: o movemento aparente superluminar é unha proxección do efecto causado por obxectos movéndose preto da velocidade da luz nun [[ángulo]] pequeno do horizonte de visión.

Aínda que pode soar paradoxal, é posible que as [[onda expansiva|ondas expansivas]] formáronse coa radiación electromagnética, xa que unha partícula cargada que viaxa a través dun medio [[insolación|insolado]], interrompe o campo electromagnético local no medio. Os electróns nos átomos do medio son desprazados e [[polarización eléctrica|polarizados]] polo campo da partícula cargada, e os fotóns que son emitidos como electróns restáuranse a si mesmos para manter o equilibrio despois de que a interrupción pasou (nun [[condutor eléctrico|condutor]], a interrupción pode ser restaurada sen emitir un fotón).

En circunstancias normais, estes fotóns interferen destrutivamente uns con outros e non se detecta radiación. Con todo, se a interrupción viaxa máis rápida que os mesmos fotóns, os fotóns interferirán construtivamente e intensificarán a radiación observada. O resultado (análogo a unha [[explosión sónica]]) é coñecido como [[radiación de Cerenkov]].

A habilidade de comunicarse ou viaxar [[superlumínico|máis rápido que a luz]] é un tema popular na [[ciencia ficción]]. Propuxéronse partículas que viaxan máis rápido que a luz, [[taquión]]s, dobrados{{cómpre referencia}} pola [[física de partículas]], aínda que nunca se observaron.

Algúns físicos (entre eles [[Joãou Magueijo]] e [[John Moffat]]) propuxeron que no pasado a luz viaxaba moito máis rápido que á velocidade actual. Esta teoría coñécese como [[velocidade da luz variable]], e os seus propoñentes afirman que este fenómeno ten a habilidade de explicar mellor moitos enigmas [[cosmoloxía|cosmolóxicos]] que a súa teoría rival, o [[inflación cósmica|modelo inflacionario do universo]]. Con todo, esta teoría non gañou suficiente aceptación.

En setembro do 2011, nas instalacións do [[Organización Europea para a Investigación Nuclear|CERN]] en Xenebra, do laboratorio subterráneo de Gran Sasso (Italia), observáronse uns [[neutrino]]s que aparentemente superaban a velocidade da luz, chegando (60.7 ± 6.9 ([[Teoria dos erros|stat.]]) ± 7.4 ([[Erro sistemático|sys.]])) nanosegundos antes (que corresponde a uns 18 metros nunha distancia total de 732 quilómetros). Desde o primeiro momento, a comunidade científica mostrouse escéptica ante a noticia, xa que varios anos antes, o proxecto Milos da [[Fermilab]] de Chicago obtivera resultados parecidos que foron descartados porque a marxe de erro era demasiado alto.<ref>{{en}} {{cita novas |título=Speed of light broken - an expert's view |nome=N |apelidos=Collins |url=http://www.telegraph.co.uk/science/science-news/8783264/Speed-of-light-broken-an-experts-view.html |editor=The Telegraph |dataacceso=23-09-2011 |data-arquivo=23-09-2011 |url-arquivo=https://web.archive.org/web/20110923122756/http://www.telegraph.co.uk/science/science-news/8783264/Speed-of-light-broken-an-experts-view.html |url-morta=yes }}</ref> E, efectivamente, neste caso tamén resultou ser un erro de medición.<ref>{{cita novas |título=Se encuentran errores en las medidas de los neutrinos superlumínicos |url=https://cienciakanija.wordpress.com/2012/02/23/se-encuentran-errores-en-las-medidas-de-los-neutrinos-superluminicos/ |editor=Ciencia Kanija 2.0 |lingua=es |dataacceso=18 de xullo do 2015}}</ref><ref>{{cita novas |título=ICARUS no detecta neutrinos superlumínicos |url=http://science.portalhispanos.com/wordpress/2012/03/17/icarus-no-detecta-neutrinos-superluminicos/ |dataacceso=22 de decembro de 2014 |urlarquivo=https://web.archive.org/web/20150722175433/http://science.portalhispanos.com/wordpress/2012/03/17/icarus-no-detecta-neutrinos-superluminicos/ |dataarquivo=22 de xullo de 2015 |urlmorta=yes }}</ref> En febreiro de 2012, os científicos do [[Organización Europea para a Investigación Nuclear|CERN]] anunciaron que as medicións foran erróneas debido a unha conexión defectuosa.<ref>{{en}} [http://www.telegraph.co.uk/science/science-news/9100273/Breaking-the-speed-of-light-CERNs-neutrino-experiment.html «Breaking the speed of light: CERN's neutrino experiment»] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20141006072457/http://www.telegraph.co.uk/science/science-news/9100273/Breaking-the-speed-of-light-CERNs-neutrino-experiment.html |date=06 de outubro de 2014 }} ''[[The Telegraph]]''. Consultado o 9 de outubro de 2012.</ref>

=== Experimentos para retardar a luz ===
Fenómenos refractivos tales como o [[arco iris]] tenden a retardar a velocidade da luz nun medio (como a auga, por exemplo). En certo sentido, calquera luz que viaxa a través dun medio diferente do baleiro viaxa a unha velocidade menor que ''c'' como resultado da refracción. Con todo, certos materiais teñen un índice de refracción excepcionalmente alto: en particular, a [[densidade óptica]] do [[condensado de Bose-Einstein]] pode ser moi alta.

En [[1999]], un equipo de científicos encabezados por [[Lene Hau]] puido diminuír a velocidade dun raio de luz a preto de 17&nbsp;m/s, e en [[2001]] puideron deter momentaneamente un raio de luz.<ref>{{cita novas |nome=Ricardo Santiago |apelidos=Katz |título=Lene Hau: Ralentizó un rayo luminoso |url=http://www.agencianova.com/nota.asp?id=41265&id_tiponota=11&n=2007_6_25 |editor=Agencia Nova |data=25 de xuño de 2007 |dataacceso=21/01/2015 |lingua=castela |urlarquivo=https://web.archive.org/web/20150122020230/http://www.agencianova.com/nota.asp?id=41265&id_tiponota=11&n=2007_6_25 |dataarquivo=22/01/2015 |urlmorta=yes }}</ref>

En [[2003]], [[Mikhaíl Lukin]], xunto con científicos da [[Universidade Harvard]] e o Instituto de Física [[Piotr Lébedev|Lébedev]] (de Moscova), tiveron éxito en deter completamente a luz ao dirixila a unha masa de gas [[rubidio]] quente, cuxos átomos, en palabras de Lukin, comportáronse como «pequenos espellos» debido aos patróns de interferencia en dous raios de control.<ref>{{cita novas |nome=James |apelidos=Glanz |título=Lograron detener por completo y luego relanzar un rayo de luz |url=http://edant.clarin.com/diario/2001/01/19/s-03601.htm |editor=Diario Clarín |data=19 de xaneiro de 2001 |dataacceso=21/01/2015 |lingua=castelá |data-arquivo=04 de marzo de 2016 |url-arquivo=https://web.archive.org/web/20160304095612/http://edant.clarin.com/diario/2001/01/19/s-03601.htm |url-morta=yes }}</ref>

== Historia ==
Ata tempos relativamente recentes, a velocidade da luz foi un tema suxeito a grandes conxecturas. [[Empédocles]] cría que a luz era algo en movemento, e que polo tanto na súa viaxe tiña que transcorrer algún tempo.

[[Aristóteles]] pola contra, cría que «a luz está suxeita á presenza de algo, pero non é o movemento». Ademais, se a luz ten unha velocidade finita, esta tiña que ser inmensa. Aristóteles afirmou: «A tensión sobre o noso poder de crenzas é demasiado grande para crer isto».{{cómpre referencia}}

Unha das teorías antigas da visión é que a luz é emitida polo ollo, no canto de ser xerada por unha fonte e reflectida no ollo. Nesta teoría, [[Herón de Alexandría]] adiantou o argumento de que a velocidade da luz debería ser infinita, xa que cando un abre os ollos obxectos distantes como as estrelas aparecen inmediatamente.
=== Islam ===
Os filósofos islámicos [[Avicena]] e [[Alhazen]] crían que a luz tiña unha velocidade finita, aínda que neste punto outros filósofos conviñeron con Aristóteles.{{cómpre referencia}}

=== Hinduísmo ===
A escola [[Ayran]] de filosofía na antiga [[India]] tamén mantivo que a velocidade da luz era finita.{{cómpre referencia}}

=== Europa ===
[[Johannes Kepler]] cría que a velocidade da luz era finita xa que o espazo baleiro non representa un obstáculo para ela. [[Francis Bacon (filósofo)|Francis Bacon]] argumentou que a velocidade da luz non é necesariamente finita, xa que algo pode viaxar tan rápido como para ser percibido.

[[René Descartes]] argumentou que se a velocidade da luz era finita, o [[Sol]], a [[Terra]] e a [[Lúa]] estarían perceptiblemente fóra de aliñamento durante unha [[eclipse lunar]]. Debido a que tal desalineación non se observou, Descartes concluíu que a velocidade da luz é infinita. De feito, Descartes estaba convencido de que se a velocidade da luz era finita, todo o seu sistema de filosofía sería refutado.

=== Medición da velocidade da luz ===

A historia da medición da velocidade da luz comeza no [[século XVII]] nos albores da [[revolución científica]]. Un estudo histórico relativo ás medicións da velocidade da luz sinala unha ducia de métodos diferentes para determinar o valor de "c".<ref>D. Raynaud, "Les déterminations de la vitesse de la lumière (1676-1983). Etude de sociologie internaliste des sciences", L'Année Sociologique 63: 359-398</ref> A maior parte dos primeiros experimentos para intentar medir a velocidade da luz fracasaron debido ao seu alto valor, e tan só puidéronse obter medidas indirectas a partir de fenómenos astronómicos. No [[século XIX]] puidéronse realizar os primeiros experimentos directos de medición da velocidade da luz confirmando a súa natureza electromagnética e as [[ecuacións de Maxwell]].
==== Primeiros intentos ====
En [[1629]] [[Isaac Beeckman]], un amigo de [[René Descartes]], propuxo un experimento no que se puidese observar o flash dun [[canón (artillería)|canón]] reflectíndose nun [[espello]] situado a 1.6&nbsp;km do primeiro. En [[1638]], [[Galileo Galilei|Galileo]] propuxo un experimento para medir a velocidade da luz ao observar a percepción do atraso entre o lapso de destapar unha [[lanterna]] de lonxe. René Descartes criticou este experimento como algo superfluo, no feito de que a observación de eclipses, as cales tiñan máis poder para detectar unha rapidez finita, deu un resultado negativo. En [[1667]], este experimento levouse a cabo pola Academia do Cimento de Florencia, coas lanternas separadas a 1.6&nbsp;km sen observarse ningún atraso. [[Robert Hooke]] explicou os resultados negativos tal como Galileo dixera: precisando que tales observacións non establecerían a infinita velocidade da luz senón tan só que dita velocidade debía ser moi grande.

==== Primeiras medicións ====
[[Ficheiro:Ole Rømer.jpg|miniatura|150px|[[Ole Rømer]] quen en [[1676]] fixo as primeiras medidas sobre a velocidade da luz.]] 
En [[1676]] [[Ole Rømer]] realizou a primeira estimación cuantitativa da velocidade da luz estudando o movemento do satélite [[Ío (lúa)|Ío]] de [[Xúpiter]] cun [[telescopio]]. É posible medir o tempo da revolución de Ío debido aos movementos da sombra entrante/salinte de Xúpiter en intervalos regulares. Rømer observou que Ío xira ao redor de Xúpiter cada 42.5&nbsp;h cando a Terra esta máis preto de Xúpiter. Tamén observou que, como a [[Terra]] e Xúpiter móvense separándose, a saída de Ío fóra da proxección da sombra comezaría progresivamente máis tarde do predito. As observacións detalladas mostraban que estes sinais de saída necesitaban máis tempo en chegar á Terra, xa que a Terra e Xúpiter separabanse cada vez máis. Deste xeito o tempo extra utilizado pola luz para chegar á Terra podía utilizarse para deducir a rapidez desta. Seis meses despois, as entradas de Ío na proxección da sombra ocorrían con maior frecuencia xa que a Terra e Xúpiter achegábanse un a outro. Con base a estas observacións, Rømer estimou que a luz tardaría 22&nbsp;min en cruzar o diámetro da órbita da Terra (é dicir, o dobre da unidade astronómica); as estimacións modernas achéganse máis á cifra de 16&nbsp;min e 40&nbsp;s.

Ao redor da mesma época, a unidade astronómica estimábase en preto de 140&nbsp;millóns de km. A unidade astronómica e a estimación do tempo de Rømer foron combinados por [[Christiaan Huygens]], quen considerou que a velocidade da luz era próxima a 1000&nbsp;diámetros da Terra por minuto, é dicir, uns 220&nbsp;000&nbsp;km/s, moi por baixo do valor actualmente aceptado, pero moito máis rápido que calquera outro fenómeno físico entón coñecido.

[[Isaac Newton]] tamén aceptou o concepto de velocidade finita. No seu libro ''[[Opticks]]'' expón o valor máis preciso de 16&nbsp;minutos por diámetro, o cal parece el deduciu por si mesmo (descoñécese se foi a partir dos datos de Rømer ou dalgunha outro xeito).{{cómpre referencia}}

O mesmo efecto foi subsecuentemente observado por Rømer nun punto rotando coa superficie de Xúpiter. Observacións posteriores tamén mostraron o mesmo efecto coas outras tres lúas Galileanas, onde era máis difícil de observar ao estar estes satélites máis afastados de Xúpiter e proxectar sombras menores sobre o planeta.

Aínda que por medio destas observacións a velocidade finita da luz non foi establecida para a satisfacción de todos (notablemente [[Giovanni Dominique Cassini]]), logo das observacións de [[James Bradley]] (1728), a hipótese de velocidade infinita considerouse totalmente desacreditada. Bradley deduciu que a luz das estrelas que chega sobre a Terra parecería provir nun ángulo leve, que podería ser calculado ao comparar a velocidade da Terra na súa órbita coa velocidade da luz. Observouse esta chamada [[aberración da luz]], estimándose en 1/200&nbsp;dun grao.

Bradley calculou a velocidade da luz en ao redor de 298&nbsp;000&nbsp;km/s. Esta aproximación é soamente un pouco menor que o valor actualmente aceptado. O efecto de aberración foi estudado extensivamente nos séculos posteriores, notablemente por [[Friedrich Georg Wilhelm von Struve]] e [[Magnus Nyren]].

==== Medidas directas ====
[[Ficheiro:Speed of light (Fizeau).PNG|miniatura|Diagrama do [[Experimento de Fizeau e Foucault|aparello de Fizeau-Foucault]].]]
A segunda medida acertada da velocidade da luz mediante un aparello terrestre foi realizada por [[Hippolyte Fizeau]] en [[1849]]. O [[Experimento de Fizeau e Foucault|experimento de Fizeau]] era conceptualmente similar a aqueles propostos por Beeckman e Galileo. Un raio de luz dirixíase a un espello a centos de metros de distancia. No seu traxecto da fonte cara ao espello, o raio pasaba a través dunha engrenaxe rotatoria. A certo nivel de rotación, o raio pasaría a través dun orificio no seu camiño de saída e noutro no seu camiño de regreso. Pero en niveis lixeiramente menores, o raio proxectaríase nun dos dentes e non pasaría a través da roda. Coñecendo a distancia cara ao espello, o número de dentes da engrenaxe e o índice de rotación, poderíase calcular a velocidade da luz. Fizeau reportou a velocidade da luz como 313&nbsp;000&nbsp;km/s. O método de Fizeau foi refinado máis tarde por [[Marie Alfred Cornu]] (1872) e [[Joseph Perrotin]] (1900), pero foi o físico francés [[Jean Bernard Léon Foucault|Léon Foucault]] quen máis profundou na mellora do método de Fizeau ao substituír a engrenaxe cun espello rotatorio. O valor estimado por Foucault, publicado en [[1862]], foi de 298&nbsp;000&nbsp;km/s. O método de Foucault tamén foi usado por [[Simon Newcomb]] e [[Albert Abraham Michelson|Albert Michelson]], quen comezou a súa longa carreira replicando e mellorando este método.

En [[1926]], Michelson utilizou espellos rotatorios para medir o tempo que tardaba a luz en facer unha viaxe de ida e volta entre a montaña Wilson e a montaña San Antonio en California. As medidas exactas renderon unha velocidade de 299&nbsp;796&nbsp;km/s.
[[Ficheiro:Waves in Box.svg|miniatura|Ondas electromagnéticas estacionarias nunha cavidade de resonancia|alt=Unha cavidade con tres ondas nela; hai un período e medio de lonxitude de onda na parte superior, unha no centro, e de media na parte inferior.]]

Outra forma de obter a velocidade da luz é medir independentemente a frecuencia <math>f</math> e a lonxitude da onda <math>\lambda</math> dunha onda electromagnética no baleiro. O valor de '''c''' pode entón ser calculado mediante o uso da relación <math> [c =  f \lambda] </math>. Unha opción é medir a frecuencia de resonancia nunha ''cavidade de resonancia''. Se se coñecen con precisión as súas dimensións, estas poden ser utilizadas para determinar a lonxitude de onda dun raio de luz. En 1946, [[Louis Essen]] e AC Gordon-Smith utilizaron este método (as dimensións da cavidade de resonancia establecéronse cunha precisión de ao redor de ± 0,8 micrómetros utilizando medidores calibrados por [[interferometría]]), obtendo un resultado de 299&nbsp;792&nbsp;±9 kms/s, substancialmente máis preciso que os valores calculados usando técnicas ópticas. En 1950, as medicións repetidas estableceron un resultado de 299&nbsp;792,5&nbsp;±3,0 kms/s.
[[Ficheiro:Interferometer sol.svg|miniatura|Determinación interferométrica de lonxitude. Esquerda: interferencia construtiva; Dereita: Interferencia destrutiva.|alt=Esquema do funcionamento do interferómetro de Michelson.]]
A [[interferometría]] é outro método para atopar a lonxitude de onda da radiación electromagnética para determinar a velocidade da luz. Un raio de luz coherente (por exemplo, un láser), cunha frecuencia coñecida <math>f</math>, divídese seguindo dous percorridos distintos e logo recombinase. Mediante o axuste da lonxitude do camiño percorrido mentres se observa o patrón de interferencia, medindo cuidadosamente o cambio na lonxitude da traxectoria, pódese determinar a lonxitude de onda da luz <math>\lambda</math>.

A velocidade da luz calcúlase como no caso anterior, utilizando a ecuación <math> [c =  f \lambda] </math>.

Antes da chegada da tecnoloxía láser, utilizáronse fontes coherentes de radio para as medicións de interferometría da velocidade da luz. Con todo o método interferométrico vólvese menos preciso con lonxitudes de onda reducidas, e os experimentos foron xa que logo limitados á precisión da lonxitude de onda longa ( 0,4&nbsp;cm ) das ondas de radio. A precisión pode ser mellorada mediante o uso de luz cunha lonxitude de onda máis curta, pero a continuación, faise difícil medir directamente a súa frecuencia. Unha forma de evitar este problema é comezar cun sinal de baixa frecuencia (cuxo valor pódese medir con precisión), e a partir deste sinal sintetizanse progresivamente sinais de frecuencias superiores, cuxa frecuencia pode entón relacionarse co sinal orixinal. A frecuencia dun láser pódese fixar con notable precisión, e a súa lonxitude de onda pódese determinar entón utilizando interferometría. Esta técnica desenvolveuna un grupo do National Bureau of Standards (NBS) (que máis tarde se converteu no NIST). Utilizouse en 1972 para medir a velocidade da luz no baleiro cunha incerteza fraccionaria de 3,5 × 10-<sup>−9</sup>.

=== Relatividade ===
Con base no traballo de [[James Clerk Maxwell]], sábese que a velocidade da radiación electromagnética é unha constante definida polas propiedades electromagnéticas do baleiro ([[constante dieléctrica]] e [[permeabilidade]]).
[[Ficheiro:Interferometrodemic.gif|miniatura|Esquema de funcionamento do '''[[Interferometro de Michelson]]''']]
En [[1887]], os físicos [[Albert Abraham Michelson|Albert Michelson]] e [[Edward Morley]] realizaron o influente [[experimento de Michelson-Morley|experimento Michelson-Morley]] para medir a velocidade da luz relativa ao movemento da Terra. A meta era medir a velocidade da Terra a través do [[éter]], o medio que se pensaba nese entón necesario para a transmisión da luz. Tal como se mostra no diagrama do [[interferómetro de Michelson]], utilizouse un espello con media cara prateada para dividir un raio de [[luz monocromática]] en dous raios que viaxaban en ángulos rectos un respecto do outro. Logo de abandonar a división, cada raio era reflectido de ida e volta entre os [[espello]]s en varias ocasións (o mesmo número para cada raio para dar unha lonxitude de traxectoria longa pero igual; o experimento Michelson-Morley actual usa máis espellos) entón unha vez recombinados producen un patrón de [[interferencia]] construtiva e destrutiva.

Calquera cambio menor na velocidade da luz en cada brazo do [[interferómetro]] cambiaría a cantidade de tempo utilizada no seu tránsito, que sería observado como un cambio no patrón de interferencia. No acontecemento, o experimento deu un resultado nulo.

O físico alemán [[Ernst Mach]] estivo entre os primeiros físicos que suxeriron que o resultado do experimento era unha refutación á teoría do éter. O desenvolvemento en física teórica comezara a prover unha teoría alternativa, a [[contracción de Lorentz]], que explicaba o [[resultado nulo]] do experimento.

É incerto se Einstein sabía os resultados dos experimentos de Michelson e Morley, pero o seu resultado nulo contribuíu en gran medida á aceptación da súa [[teoría da relatividade]]. A teoría de Einstein non requiriu un elemento etérico senón que era completamente consistente co resultado nulo do experimento: o éter non existe e a velocidade da luz é a mesma en cada dirección. A velocidade constante da luz é un dos postulados fundamentais (xunto co [[Causalidade (física)|principio de causalidade]] e a [[equivalencia dos marcos de inercia]]) da relatividade especial.
=== Patrón de referencia ===
No ano 1983, o [[Oficina Internacional de Pesas e Medidas|Bureau International des Poids et Mesures]] resolveu modificar a definición do ''[[metro]]'' como unidade de lonxitude do [[Sistema Internacional de Unidades|Sistema Internacional]], establecendo a súa definición a partir da velocidade da luz:<ref name=Resolution_1>
{{Cita web
 |ano=1983
 |título=Resolution 1 of the 17th CGPM
 |url=http://www.bipm.org/en/CGPM/db/17/1/
 |editor=BIPM
 |dataacceso=23 de agosto de 2009
}}</ref>

{{cita|''"The metre is the length of the path travelled by light in vacuum during a time interval of 1/299 792 458 of a second."''<br />
 ''(O metro é a lonxitude do traxecto percorrido pola luz no baleiro durante un intervalo de tempo de 1/299 792 458 dun segundo)''}}

En consecuencia, o mínimo reaxuste arbitrario efectuado na definición do ''metro'', permite que a velocidade da luz, loxicamente,  ''teña un valor '''exacto''' de 299&thinsp;792&thinsp;458 m/s'' cando se expresa en metros/segundo. Esta modificación aproveita de forma práctica unha das bases da teoría da relatividade de Einstein: a inmutabilidade da velocidade da luz no baleiro, sexa cal for o sistema de referencia utilizado para medila, convertendo esta propiedade nun dos patróns dos que se deducen outras unidades.

== Notas ==
{{Listaref|30em}}

== Véxase tamén ==
{{Commonscat}}
=== Bibliografía ===
* {{Cita libro|apelidos=Penrose |nome=Roger |ligazónautor=Roger Penrose| ano=2004 | título=[[The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe]] | editor=[[Vintage Books]] | isbn=978-0-679-77631-4 | lingua=inglés |ref=harv}}
* {{Cita libro|apelidos=Uzan |nome=Jean-Philippe |apelidos2=Leclercq |nome2=Bénédicte | ano=2008 | título=The Natural Laws of the Universe: Understanding Fundamental Constants |url=https://books.google.es/books?id=dSAWX8TNpScC&pg=PA43&hl=es#v=onepage&q&f=false| editor=Springer | isbn=0-387-73454-6 |lingua=inglés|ref=harv}}
==== Bibliografias históricas ====
* FIZEAU, H. L.: «Sur une experience relative a la vitesse de propogation de la lumiere», ''Comptes Rendus'' 29, 90-92, 132, 1849 (en francés).
* FOUCAULT, J. L.: «Determination experimentale de la vitesse de la lumiere: parallaxe du Soleil», en ''Comptes Rendus'' 55, 501-503, 792-796, 1862 (en francés).
* HALLEY, Edmund: «Monsieur Cassini, his New and Exact Tables for the Eclipses of the First Satellite of Jupiter, reduced to the Julian Stile and Meridian of London», en ''Philosophical Transactions'' 18, n.º 214, páx. 237-256, decembro de 1694 (en inglés).
* MICHELSON, A. A.: «Experimental Determination of the Velocity of Light», ''Proceedings of the American Association for the Advancement of Science'' 27, 71-77, 1878 (en inglés).
* MICHELSON, A.A., F. G. PEASE e F. PEARSON: «Measurement Of The Velocity Of Light In A Partial Vacuum», ''Astrophysical Journal'' 82, 26-61, 1935 (en inglés).
* NEWCOMB, Simon: «The Velocity of Light», en revista ''Nature'', páx. 29-32, 13 de maio de 1886 (en inglés).
* PERROTIN, Joseph: «Sur la vitesse de la lumiere», en ''Comptes Rendus'' 131, 731-734, 1900 (en francés).
* RØMER, Ole: «Démonstration touchant le mouvement de la lumière», en ''Journal des Sçavans'', 7 de decembro de 1676, páx. 223-236 (dispoñible en francés como solo texto en: [https://web.archive.org/web/20060621175615/http://astro.campus.ecp.fr/histoire/roemer.html astro.campus.ecp.fr]), traducido como «A Demonstration concerning the Motion of Light», en ''Philosophical Transactions of the [[Royal Society]]'', n.º 136, páx. 893-894; 25 de xuño de 1677, dispoñible en francés como solo texto en: [https://web.archive.org/web/20060621175615/http://astro.campus.ecp.fr/histoire/roemer.html astro.campus.ecp.fr]).

==== Bibliografias modernas ====
* JACKSON, John David: ''Classical electrodynamics'', ISBN 0-471-30932-X, John Wiley & Sons, 2.ª edición, 1975; 3.ª edición, 1998 (en inglés).
* KAK, Subhash: «The Speed of Light and [[Purana|Purānic]] [[cosmoloxía|Cosmology]]», en T. R. N. [[Calyampudi Radhakrishna Rao|Rao]] e [[Subhash Kak]], ''Computing Science in Ancient India'' (páx. 80-90), dispoñible en [http://uk.arxiv.org/abs/physics/9804020 e-print physics/9804020] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170828190052/http://uk.arxiv.org/abs/physics/9804020 |date=28 de agosto de 2017 }} no [[arXiv]], USL Press, Lafayette, 1998 (en inglés).
* MACKAY, R. J., e R. W. OLDFORD: «Scientific Method, Statistical Method and the Speed of Light», dispoñible en [http://www.stats.uwaterloo.ca/~rwoldfor/papers/sci-method/paperrev]), en ''Statistical Science'' 15(3), páx. 254-278, 2000 (en inglés).
* {{Cita libro
 |apelido=RAYNAUD
 |nome=D
 |ano=2013
 |título=Les déterminations de la vitesse de la lumière (1676-1983). Etude de sociologie internaliste des sciences
 |xornal=L'Année Sociologique
 |volume=63
 |issue=2
 |páxinas=359-398
 |doi=10.3917/anso.132.0359
 }}

=== Outros artigos ===
* [[Ano luz]]
* [[Relatividade xeral]]
* [[Astronomía]]
* [[Física]]

=== Ligazóns externas ===
* [http://www.astromia.com/glosario/luzvelocidad.htm Luz (velocidad de la)] (información acerca da velocidade da luz en AstroMía.com). {{es}}
* [http://www.inaoep.mx/~rincon/c.html La velocidad de la luz] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150924034147/http://www.inaoep.mx/~rincon/c.html |date=24 de setembro de 2015 }} (Instituto Nacional de Astrofisíca, Óptica e Electrónica en INAOEP.mx).{{es}}
{{Control de autoridades}}

[[Categoría:Constantes físicas|Luz]]
[[Categoría:Física]]
[[Categoría:Óptica]]
[[Categoría:Relatividade]]
[[Categoría:Artigos que toda Wikipedia debería ter (Ciencia)]]