Як це досить часто буває в науці, її обчислення було побічним результатом інших дій, що мали куди більш практичний сенс. Кінець Середньовіччя, європейські кораблі пливуть по океанах у пошуках нових земель і торгових шляхів. Нещодавно відкриті острови потрібно наносити на карту, а для цього важливо більш-менш точно знати, де вони знаходяться. Ось з цим і були помітні проблеми.
Географічні координати - це дві числові величини - широта і довгота. З широтою все відносно просто: треба виміряти висоту над горизонтом якогось відомого нам світила. У Північній півкулі це, швидше за все, буде Полярна зірка, в Південній - одна з зірок Південного Хреста. Вдень широту можна визначити по Сонцю, але похибка при цьому істотно більша - світило має досить великий розмір, за ним складно стежити через яскравість, а межі його видимого диска розмиваються під дією земної атмосфери. Тим не менш, це відносно нескладне завдання.
Яка година
З довготою набагато заковиристіше. Земля обертається навколо своєї осі, і дізнатися, де ми знаходимося, можна, знаючи точний час в цій точці і час в якомусь місці, довгота якого нам відома. У літературі зазвичай пишуть «нульовий меридіан», це, загалом, правильно, оскільки мова йде про те ж саме. Якщо з місцевим часом все досить просто, то з нульовим меридіаном набагато складніше.
Годинників, здатних показувати точний час того місця, звідки їх відвезли, в епоху Великих географічних відкриттів ще не було. Тоді високоточною технікою вважався годинниковий механізм, оснащений хвилинною стрілкою. Перші хронометри, придатні для визначення довготи, з'явилися в середині XVIII століття, а до цього мореплавцям доводилося обходитися без них.
Найстарішим теоретично опрацьованим способом був метод місячних відстаней, запропонований німецьким математиком Йоганном Вернером у 1514 році. Він ґрунтувався на тому, що Місяць досить швидко рухається нічним небосводом і, вимірюючи за допомогою спеціального приладу - поперечного жезла - його зміщення щодо якихось відомих зірок, можна встановити час. Практична реалізація методу Вернера виявилася дуже складною, і в навігації він помітної ролі так і не зіграв.
У 1610 році Галілео Галілей відкрив чотири найбільші супутники Юпітера. Це було важливою науковою подією - в межах можливостей тодішньої спостережної астрономії відшукалося ще одне, крім Землі, небесне тіло, навколо якого оберталися власні супутники. Але найважливішим для сучасників було те, що рух цих супутників можна було одночасно і однаково спостерігати з усіх точок Землі, де в цей момент видно Юпітера.
Галілео Галілей
Вже 1612 року Галілей запропонував визначати точний час, а значить - і довготу, по руху Йо, одного з чотирьох супутників Юпітера. Він має багато чудових особливостей, про які Галілей, звичайно, не знав, але, найголовніше, - його відносно нескладно спостерігати. З'ясовуючи, коли він увійшов у тінь планети, можна було точно встановити час, але перші ж спроби скласти таблиці затемнень Іо (та інших галілеєвих супутників) виявили, що цей час незбагненним для науки тієї епохи чином зміщувався. Причини залишалися незрозумілими три чверті століття.
Син купця
Оле Ремер (Ole Christensen R^ mer) народився в родині данського купця в 1644 році. Відомості про його молодість уривчасті - він не був родовитий, а персональна популярність до нього прийде суттєво позже. Відомо, що він закінчив Копенгагенський університет, і, мабуть, був помітний інтелектом. У 1671 Рьомер переїхав до Парижа, став співробітником Кассіні і дуже скоро був обраний до Академії наук - тоді цей збір вчених людей був менш елітарним, ніж згодом.
Оле Рьомер
Під кінець століття він повернувся в Данію, продовжував бути практикуючим астрономом і помер там у 1710 році. Але це все буде потім.
Вона кінцева!
А в 1676 році він запропонував нехитрі, за нинішніми часами, обчислення, знесмертивши його ім'я. Суть справи проста. Юпітер знаходиться від Сонця приблизно впятеро далі, ніж Земля. Один обіг навколо Сонця він здійснює приблизно за 12 земних років (ми округлюємо цифри для простоти). Це означає, що за півроку з невеликою відстань від Юпітера до Землі зміниться приблизно на третину. І це більш-менш відповідає різниці часів затемнень галілеєвих супутників.
Йо в наші дні
Нам зараз дуже нескладно зрозуміти логіку цього міркування, але в XVII столітті було прийнято думати, що швидкість світла нескінченна. А Рьомер припустив, що це не так. За його розрахунками, швидкість світла дорівнювала приблизно 220 тисячам кілометрів на секунду, що на чверть нижче значення, встановленого в наші дні. Але для XVII століття це було, щонайменше, непогано.
Потім з'ясується, що все не так просто, і через два століття Лаплас врахує гравітаційний вплив супутників один на одного, але це вже зовсім інша історія.
Істотної ролі в географічних відкриттях ідея Ремера не зіграла. Спостерігати супутники Юпітера в телескоп, встановлений на борту корабля, було, через качку, практично неможливо. А в середині XVIII століття були розроблені перші хронометри, придатні для визначення довготи.