Denne dag i KU’s historie: Ole Rømer opdager, at lyset tøver

Den 7. december 1676.

I det franske tidsskrift Journal des Scavans – et af de ældste videnskabelige tidsskrifter i verden – publiceres en artikel om en revolutionerende opdagelse. Ole Rømers opdagelse af, at lyset har en hastighed. At »lyset tøver«, som Rømer selv formulerede det. Den opdagelse har siden gjort ham verdensberømt og grundlæggende ændret vores forståelse af verden omkring os.

Som Morten Fink-Jensen, lektor i historie ved Københavns Universitet, fortæller til Uniavisen: »Han har en utrolig central rolle i dansk videnskabshistorie, og i Københavns Universitets historie er han absolut et af fyrtårnene. En, som man den dag i dag virkelig kan blive imponeret over og lære noget af.«

De fleste har nok hørt om Ole Rømer og hans opdagelse af lysets hastighed.

Hvad han måske er mindre kendt for, er hans virke som politimester og borgmester i København, fontænemester hos den franske og danske konge, grundlægger af Danmarks fælles måleenheder, opmålingen af de danske landeveje og indførelsen af den gregorianske kalender – blandt andet.

Turen til Paris

Ole Rømer kommer til verden i 1644, vokser op i Aarhus og bliver som 18-årig studerende ved Københavns Universitet i 1662.

Der er desværre meget, vi ikke ved om Ole Rømer, hans videnskabelige arbejde og hans private tanker. Langt størstedelen af hans videnskabelige optegnelser og måleinstrumenter gik – sammen med næsten hele Københavns Universitet – tabt i den store brand i 1728. Han opbevarede flere af sine måleinstrumenter i observatoriet i Rundetårn, og som professor ved Københavns Universitet var han bosat i professorboligerne i Store Kannikestræde, og ilden fortærede alt begge steder.

Som studerende ved KU får den berømte professor, Rasmus Bartholin, hurtigt øjnene op for Rømers talent. Ole Rømer bliver oplært af professoren, bor i hans hjem og indgår senere sit første ægteskab med en af hans døtre, Anna.

Som Bartholins assistent får Ole Rømer den prestigiøse opgave at renskrive Tycho Brahes astronomiske observationer med henblik på at udgive dem. I udlandet er man også interesseret i sådan en udgivelse, og i 1671 kommer den franske astronom Jean Picard kommer til København. Det skyldes, at man for at kunne bruge Tycho Brahes observationer i datidens astronomi, måtte kender den nøjagtige, geografiske beliggenhed af Tycho Brahes observatorium på øen Hven – og ikke mindst de præcise afstand mellem Hven og Paris, hvor man var interesseret i at bruge Tycho Brahes observationer.

Derfor får Ole Rømer til opgave sammen med Picard at finde ud af, præcis hvor Tycho Brahes observatorium på Hven befinder sig geografisk i forhold til Paris. Han må have gjort sit arbejde fremragende, for Picard søger efterfølgende den danske konges tilladelse til at tage Rømer med tilbage til Paris.

I 1672 rejser Rømer til Frankrig. Det bliver afgørende.

Opdagelsen

Ole Rømer beskæftiger sig i Paris med noget, som mange astronomer dengang ikke havde en forklaring på.

Johan Gotthardt Olsen – biolog, akademisk medarbejder ved Københavns Universitet samt vært på en DR-dokumentar om Ole Rømer – forklarer:

»Hvis man skal måle den præcise længdegradsforskel mellem to punkter, er det essentielt at kende den nøjagtige tidsforskel. Det kan lade sig gøre, hvis et kendt, tilbagevendende himmelfænomen kan detekteres på begge lokaliteter og tiden for fænomenets indtræffen ligeledes noteres begge steder. Sådan et fænomen kendte man til, nemlig formørkelsen og tilsynekomsten af Jupiters største måne, Io.«

Men Io forvirrer datidens forskere. Ligesom alle måner drejer den rundt om sin planet, men den synes at gøre det uregelmæssigt, og det er umuligt at forudsige, hvornår den viste sig. Her kommer Ole Rømer med en dristig hypotese, der kan forklare, hvorfor det nogle gange tager længere tid og andre gange kortere tid for månens lys at nå ned til Jorden.

»Rømer sammenholder uoverensstemmelserne med Jordens position i forhold til Solen og Jupiter, når de forskellige målinger er foretaget, og kommer frem til, at hvis lyset rejser gennem rummet med en endelig tid, og altså er længere tid om at nå Jorden fra Jupiter, når de to planeter er langt fra hinanden, kan det forklare afvigelserne. Det er en kæmpe erkendelse,« siger Johan Gotthardt Olsen.

Det skyldes altså, at lyset bruger tid på at nå ned til jorden – lyset tøver, som Rømer udtrykte det.

Denne opdagelse fremførte han i en mundtlig præsentation foran det franske videnskabsakademi. Men Rømer udgav ikke selv den artikel, der blev publiceret 7. december 1976 – den blev nedskrevet af en anonym referent, som overværerede præsentationen og udgav den i tidsskriftet Journal des Scavans. Et år efter blev den oversat til engelsk. Ole Rømer var altså ikke selv med til at publicere sin opdagelse.

Idéhistorisk gennembrud

En af grundene til, at Ole Rømer blev – og stadig er – verdensberømt for sin opdagelse af, at lyset har en hastighed, er, at man i lang tid inden havde prøvet at finde ud af, hvad i alverden lys var for noget.

»I over 2000 år før Rømer gør sin opdagelse, havde filosoffer undret sig over, hvad lys var for en størrelse. Aristoteles idé om lys går ud på, at det transparente medie (for eksempel luften) potentielt faciliterer det at kunne se, men at lyset fra solen aktiverer det transparente medies evne til at formidle billeder til vores øjne. Det er blot en af en pæn håndfuld rimelig gakkede idéer fra grækernes side. Men man må huske på, at de famlede i blinde (pun intended) og gjorde det stort set uden eksperimentelle observationer,« siger Johan Gotthardt Olsen.

Det er altså en de helt grundlæggende, filosofiske spørgsmål, Ole Rømers opdagelse er med til at afklare:

»Rømers opdagelse forløser 2000 års diskussion og er et af de største skridt på vejen mod den forståelse af lys, vi bryster os af i dag.«

Opdagelsen af, at lyset har en bestemt hastighed, har revolutioneret videnskaben haft stor betydning for vores viden ved om verdensrummet. Ifølge Johan Gotthardt Olsen er det især det, Ole Rømers arbejde senere blev brugt til, der var så afgørende:

»Den måske nok største konsekvens af Rømers arbejde bliver draget af en mand, der triller rundt i Bern i starten af forrige århundrede med sin baby i en barnevogn. På hans tid har man foretaget en masse målinger af lysets hastighed og fundet ud af, at den altid er den samme i vakuum. Af det faktum udleder den unge mand, Albert Einstein, sin specielle relativitetsteori. Rømers Landsmand, Niels Bohr, kroner så værket med sin kvantemekaniske forklaring af fordelingen af farver i spektrallinjespektre, nemlig atommodellen.«

Kongen kalder Rømer hjem

Rømers artikel – som altså er skrevet af den anonyme referent – gør ham berømt i hele Europa. Så berømt, at den franske konge ansætter Ole Rømer som privatlærer til sin arving og hyrer ham til at producere springvand på kongens slotte. Men den danske konge vil gerne have del i berømmelsen:

»Så var det vores konge kalder ham hjem. Sådan en dansk kæmpekapacitet skal franskmændene sgu ikke lukrere på. Så Rømer kommer hjem og bliver politimester, landmåler, borgmester, højesteretsdommer, etatsråd, rektor for universitetet og meget mere. Han indfører et fælles system for vægt og mål og den gregorianske kalender, som vi benytter i dag, gadebelysning og jeg skal komme efter dig. Meget tid til forskning havde han ikke,« siger Johan Olsen.

Da Ole Rømer kommer hjem til Danmark, bliver han professor på Københavns Universitet, hvor han også er rektor af to omgange. Men som professor giver den danske konge Ole Rømer en lang række opgaver, som ikke umiddelbart synes at høre med til sådan en stilling:

»Det betyder rent faktisk, at han formelt bliver ved med at være professor, men at han har faktisk ikke tid til at være det. Han bliver fritaget fra sine akademiske forpligtigelser, så hans akademiske virksomhed har været noget begrænset. I dag ville man nok sige, at han var blevet frikøbt,« siger Morten Fink-Jensen.

»Det sjældne geni,« som Picard kaldte Rømer, »astronomiens fyrste,« som han også blev kaldt, har altså ikke meget tid til at udfolde sig videnskabeligt. Den enevældige konge udnytter i stedet Rømers praktiske evner til at reformere store dele af datidens samfund:

»Han bidrager til, at staten laver reformer – alt det, der har med den overordnede infrastruktur at gøre og er støttepiller i samfundet – på et solidt, videnskabeligt grundlag. Han bidrager dermed til, at staten bliver mere effektivt, men også at staten har legitimitet. At den har troværdighed. Og at staten baserer sig på videnskaben,« forklarer Morten Fink-Jensen.

En af Ole Rømers reformer består i at indføre fælles mål- og vægtenheder i hele det danske rige:

»På det tidspunkt havde man en hel masse lokale mål og vægtenheder i Danmark – et sjællandsk pund var ikke det samme som et fynsk pund. En tønde var forskellig fra Nordjylland til Sønderjylland. Det gav utrolige administrative problemer.«

Alle de praktiske opgaver medfører, at Ole Rømer ikke har tid til at passe sin forskning – og det kan godt ærgre Morten Fink-Jensen, der drager en parallel til i dag:

»Måske kunne man have haft endnu mere langsigtet glæde af Ole Rømer, hvis han havde haft mere tid til at passe sin forskning. Og det er jo også en aktuelle problemstilling: det kan være, at han fandt frem til noget, hvis betydning for alvor først blev kendt 100 år efter. Og det kunne staten ikke bruge til noget her og nu.«

Morten Fink-Jensen beskriver det sådan, at Ole Rømer var »det forkromede ideal realiseret: fra forskning til faktura, havde jeg nær sagt. Anvendt videnskab. At realisere ingeniøropgaver til enevældens store glæde.«

På den måde delte Ole Rømer altså vilkår med mange forskere i dag, som også bruger tid på en række ting, der har værdi her og nu, men som man måske ikke får den store, langsigtede glæde af.

Men på andet punkt var Ole Rømer meget forskellig fra nutidens forskere.

Manglende publikationer

Det har irriteret eftertiden gevaldigt, at Ole Rømer næsten ingenting selv publicerede. Den artikel, der i dag udkom for 342 år siden, var jo ikke engang skrevet af ham selv.

Og det er måske et held, at referenten var anonym, for hans gengivelse af Ole Rømers revolutionerende opdagelse er ifølge flere forskere ikke helt heldig. Som astrofysikeren Jan Teuber skriver i bogen Ole Rømer – videnskabsmand og samfundstjener: »Hans artikel må være aldeles enestående i videnskabshistorien ved ikke alene forholdet mellem omfang (omtrent som halvanden side i denne bog) og videnskabelig gennemslagskraft, men også ved antallet af fejl, forvanskninger og forplumrende formuleringer, som det er lykkedes at presse ind på den relativt beskedne plads.«

Faktisk er Ole Rømers manglende publikationer ikke blot ærgerligt for eftertiden – også i samtiden opfordrede flere af datidens klogeste hoveder det danske geni til at publicere sine observationer. Blandt dem var en af datidens største matematikere og filosoffer, G.W. Leibniz, som i flere breve nærmest tryglede Rømer om at udgive noget. Men selv ikke en så stor kapacitet kunne overtale kæmpekapaciteten Ole Rømer.

»Jeg tror, at han var perfektionist,« Morten Fink-Jensen. »Og hvis man er så omhyggelig og skal lave en forskningspublikation, hvor man er sikker på sine beregninger, så tager det tid. Og det har han måske haft svært ved at finde, for der har hele tiden været andre praktiske opgaver.«

Hvad kan vi lære af Rømer i dag?

Men selv om Ole Rømer måske brugte meget af sin tid på de praktiske opgaver, er det i følge Morten Fink-Jensen også en af grundene til, at vi kan lære så meget af ham i dag:

»Noget, man kan lære af ham i dag er, at han formåede at omsætte sin viden i praktiske forhold. I det brede, videnskabsteoretiske perspektiv skylder vi Ole Rømer en indsigt i at arbejde på en måde, hvor man forener det teoretiske perspektiv med det praktiske. Han brugte eksempelvis også utrolig stor energi på at fremstille så pålidelige og præcise måleinstrumenter som muligt.«

Ole Rømer opfandt blandt andet Meridiankredskikkerten, som var det mest præcise observationsinstrument dengang. Men hans måleinstrumenter, som var lavet af metal, udvidede sig når temperaturen steg, hvilket gjorde hans observationer upræcise. Han måtte korrigere sine observation for temperaturer – men en temperaturskala var endnu ikke opfundet.

Sådan en opfandt Rømer så.