[/شرح]
واحدة من أكثر الثوابت والتحديات إثارة للاهتمام في الفيزياء هي سرعة الضوء. ويرى علماء الفيزياء ومهندسو الطيران الذين يصممون مركبة فضائية مستقبلية أنها آخر عائق كبير أمام السفر بين النجوم. إذن ، ما مدى سرعة انتقال الضوء؟
نحن نعلم أن الضوء له سرعة محدودة وينتقل بسرعة 300000 كيلومتر في الثانية. هذه مسافة كبيرة للسفر. على الأرض هذه السرعة شبه فورية. لكننا نعلم الآن أن حدودها يمكن تحديدها على نطاق أكبر من الفضاء. على سبيل المثال ، يستغرق الضوء من الشمس حوالي 8.3 دقيقة للوصول إلى الأرض. للوصول إلى أقرب نجم إلى النظام الشمسي ، يستغرق الأمر من 3 إلى 4 سنوات. هذا الحد من الضوء هو ما نسميه حاجز سرعة الضوء.
في الأيام الأولى من العلم ، كانت الحجة حول ما إذا كانت سرعة الضوء فورية أم لا ، مصدرًا رئيسيًا للنقاش. في وقت مبكر من الإغريق ، كان هناك مؤيدون يجادلون في كل من السرعة المحدودة وغير المحدودة للضوء. كانت هناك أيضًا كتابات خلال القرن الحادي عشر من قبل فلاسفة عرب اقترحوا أن سرعة الضوء تعتمد على الوسيلة التي تنتقل عبرها. لن يكتشف علماء الفيزياء مثل بلانك وأينشتاين السرعة الفعلية للضوء وخصائص الضوء حتى القرن العشرين.
كما ذكرنا سابقًا ، تتغير سرعة الضوء. إنها في الواقع 300000 كيلومتر فقط في فراغ. تختلف السرعة قليلاً في الهواء والوسائط الأخرى اعتمادًا على الشفافية وجودة الانكسار. ومع ذلك ، تميل سرعة الضوء إلى أن تكون أسرع بكثير من سرعة الموجات الأخرى مثل الموجات الصوتية. اكتشف أيضًا أن سرعة الضوء تنطبق على جميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي وليس الضوء المرئي فقط. يقترح الفيزيائيون أيضًا أن سرعة الضوء تنطبق أيضًا على موجات الجاذبية.
أدى فهم سرعة الضوء إلى بعض النظريات المثيرة للاهتمام في الفيزياء. يمكن العثور على الكثير منها في نظريات أينشتاين عن النسبية العامة والنسبية الخاصة. أولاً ، يمكن للجسيمات عديمة الكتلة فقط مثل الفوتونات أن تصل بشكل طبيعي إلى سرعة الضوء وإلا فإن الأمر يتطلب طاقة لا نهائية للوصول إلى هذه السرعة. ومع ذلك ، يمكن للأجسام ذات الكتلة أن تحقق نظريًا نسبة كبيرة من سرعة الضوء. يقترح أيضًا أنه حتى لو تم الوصول إلى سرعة الضوء ، فسوف ينتج عنها آثار جانبية معينة. أحدها هو تمدد الوقت حيث أثناء السفر بسرعة الضوء يحدث تأثير Rip Van Winkle حيث تمر السنوات للمراقبين بينما الشخص الذي يسير بسرعة الضوء سيختبر فقط لحظات من الوقت في نفس الفترة المدركة. كما تم وضع نظريات تتجاوز سرعة الضوء مما يؤدي إلى السفر عبر الزمن.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول الضوء لمجلة الفضاء. إليك مقالة عن الجاذبية تتحرك بسرعة الضوء ، وإليك مقالًا عن تحرك المجرات بشكل أسرع من سرعة الضوء.
إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات حول سرعة الضوء ، فاطلع على سرعة الضوء وفقًا لأينشتاين ، وإليك رابط إلى سرعة الضوء على صاروخ من وكالة ناسا.
لقد سجلنا أيضًا عرض أسئلة حول سرعة الضوء. تحقق من ذلك!
مصادر:
ويكيبيديا: سرعة الضوء
ويكيبيديا: السفر عبر الزمن
اسأل نيوتن عالما!
جامعة إلينوي
