רואים רחוק צופים בעבר

על אף מהירותו העצומה של האור (כ300 קילומטר לשנייה בריק), מהירות שבה הוא יכול להקיף את כדור הארץ במשך זמן זה כשבע וחצי פעמים בקו המשווה, לוקח לו בכל זאת זמן כדי להגיע מגרם שמימי לעין הצופה בו. כשאנו צופים בגרם שמימי מרוחק אנו רואים אותו כפי שהוא נראה ברגע שהאור עוזב אותו עד שהוא הגיע אלינו לעין הצופיה. בצפייה בשמש אנו רואים אותה כפי שהייתה כשמונה וחצי דקות לפני שקרני האור שלה הגיעו אלינו. לאור לוקח כשנייה ורבע להגיע אלינו מהירח, ואי לכך שאנו צופים בו הוא נראה לנו כך שניה ורבע לפני כן. כשמדובר על כדור הארץ, אפשר להתייחס לאור כאילו הוא נע במהירות אין סופית בפועל ולפי כך כאילו אנו צופים בדברים בזמן אמת.

מדידת מהירות האור הינה אחד ההישגים הגדולים בתולדות המדע. מהירות האור התגלתה בשתי דרכים שונות: אופטית ואסטרונומית. האסטרונום אולה רמר במאה ה17 שם לב לאיחורים בהופעתו של הירח איו אחד מהירחים הגדולים של כוכב הלכת צדק. הוא הסיק מזה שהאיחורים נובעים כתוצאה מתנועת הירח במסלולו ביחס לצדק. מאחר ואת מרחק מסלולו של איו ניתן היה לדעת הרי שלפי הזמן שלקח לאור של איו להגיע יכול היה רמר לחשב את מהירות האור שמגיעה מאיו.

בשיטה האופטית גילה הפיזיקאי פיזו בניסוי על כדור הארץ את מהירות האור כשהוא העביר קרן אור דרך גלגל שיניים מסתובב. ברגע שגלגל השיניים הסתובב מספיק מהר קרן האור שעברה דרכו הגיעה לעינו של פיזו, והוא יכול היה לדעת לפי מהירות ההסתובבות של גלגל השיניים ועל פי מרחק מקור האור את מהירות האור. יש לציין שהנתונים הראשוניים שהושגו לגבי מהירות האור הם לא הנתונים שידועים לנו אבל אם קירוב די גדול למה שאנו יודעים היום. בכל מקרה יש לציין ששיטות המדידה היו נכונות וזו הייתה הברקה של שני המדענים הללו שתרמו למודעות לעובדה שמהירות האור אינה סופית וגם לתת לנו נתונים ראשוניים עליה.

כעת, כשאנו יודעים שגרמי שמיים נראים לנו כמו שנראו ברגע שהאור עזב אותם המסקנה היא שככל שאנו צופים יותר למרחק, אנו צופים יותר בעומק הזמן. המסקנה של האסטרונום אדווין האבל הייתה בתצפיותיו בשנות ה20 של המאה הקודמת שהחומר ברמה של גלקסיות נע מאיתנו, וככל שהגלקסיות מרוחקות יותר הן נעות מהר יותר מאיתנו וככל שהוא צפה יותר רחוק הוא אכן ראה שהגלקסיות קרובות יותר. תגלית משמעותית זו היוותה את הבסיס למודל "המפץ הגדול", שכן, המסקנה הייתה שאם אנו נחזיר את התסריט אחורה אזי כל החומר ביקום היה מרוכז כולו בנקודה אחת.

מי שצופה בנו מכוכב לכת המרוחק מאיתנו כשלושת אלפים מאתיים שנות אור יכול לראות את נדודי בני ישראל במדבר סיני. לפיכך, אם השמש תסיים פתאום את חייה, הרי שאנו נדע על כך רק כעבור כשמונה וחצי דקות, רק אז יגיע המידע הזה אלינו.

במושג "שנת אור" אנו למעשה חוסכים מעצמנו מבחינה פרקטית את הצורך לכתוב המון ספרות, כאילו היינו מודדים את המרחקים ביקום בקילומטרים כמו שאנו נוהגים למדוד על כדור הארץ. הדבר דומה לכך שכאילו היינו מודדים את המרחקים על כדור הארץ במילימטרים ולא בקילומטרים. מספר הקילומטרים שהאור עושה במשך שנה אחת הוא בערך תשעה וחצי טריליון קילומטר. אנו מגיעים לנתון השה בדרך הבאה: אנו מכפילים שלוש מאות אלף קילומטר פי 60 ואז אנו מקבלים את המרחק בדקת אור. אחר כך אנו מכפילים את התוצאה פי 60 ואנו מקבלים את המרחק בשעה. אחר כך, אנו מכפילים את התוצאה פי 24 ואז יש לנו את המרחק ביממה. את זה אנו מכפילים פי 365 (מספר הימים בשנה) ואז יש לנו את המרחק של שנת אור כתשעה וחצי טריליון קילומטר.

לסיכום דבר, מובן שמהירות האור המדויקת לא הייתה נחלתם של פיזו ורמר, אך ככל שהמדידות הפכו להיות מדויקות יותר כך הנתון שמהירות האור בריק בדרך כל מיני טווחים אחרים הפך להיות מדויק יותר.