تعتبر سرعة الضوء من أكثر الثوابت والتحديات تشويقًا في الفيزياء. لسرعة الضوء الكثير من التداعيات المهمة للفيزياء من النسبية العامة إلى البحث عن نظرية موحدة. يرى الفيزيائيون ومهندسو الطيران الذين يصممون مركبات فضائية مستقبلية أنها آخر عائق كبير أمام السفر العملي بين النجوم. إذن ما مدى سرعة انتقال الضوء؟
نعلم أن سرعة الضوء محدودة وأنه ينتقل بسرعة 300000 كيلومتر في الثانية. هذه مسافة كبيرة للسفر. هذه السرعة تكاد تكون فورية على الأرض. لكننا نعلم الآن أنه يمكن تحديد حدوده على نطاق أوسع من الفضاء. على سبيل المثال ، يستغرق ضوء الشمس حوالي 8.3 دقيقة للوصول إلى الأرض. يستغرق الوصول إلى أقرب نجم إلى المجموعة الشمسية حوالي 3 إلى 4 سنوات. هذا الحد من الضوء هو ما نسميه حاجز سرعة الضوء.
في الأيام الأولى للعلم ، كانت حجة ما إذا كانت سرعة الضوء فورية أم لا مصدرًا رئيسيًا للنقاش. في وقت مبكر من الإغريق ، كان هناك أنصار جادلوا لكل من سرعة الضوء المحدودة وغير المحدودة. كانت هناك أيضًا كتابات للفلاسفة العرب خلال القرن الحادي عشر اقترحت أن سرعة الضوء تعتمد على الوسيط الذي ينتقل عبره. 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 الفراغ. تختلف السرعة قليلاً في الهواء والوسائط الأخرى حسب الشفافية وجودة الانكسار. ومع ذلك ، فإن سرعة الضوء تميل إلى أن تظل أسرع بكثير من سرعة الموجات الأخرى مثل الموجات الصوتية. كما تم اكتشاف 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 العديد 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 سيستغرق طاقة غير محدودة للوصول إلى هذه السرعة. ومع ذلك ، يمكن للأجسام ذات الكتلة أن تحقق نظريًا نسبة كبيرة من سرعة الضوء. يُقترح أيضًا أنه حتى لو تم الوصول إلى سرعة الضوء ، فقد ينتج عن ذلك آثار جانبية معينة. الأول هو تمدد الوقت حيث يحدث أثناء السفر بسرعة الضوء تأثير Rip Van Winkle حيث تمر السنوات للمراقبين بينما الشخص الذي يسافر بسرعة الضوء لن يمر إلا بلحظات من الوقت في نفس الفترة المتصورة. كما تم افتراض أن تجاوز سرعة الضوء سيؤدي إلى السفر عبر الزمن.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول الضوء لـ Universe Today. هَذَا مَقَالُ عَنْ تتحرك الجاذبية بسرعة الضوء ، وها هي مقالة عن تتحرك المجرات أسرع من سرعة الضوء .
إذا كنت ترغب في مزيد من المعلومات حول سرعة الضوء ، فتحقق سرعة الضوء حسب آينشتاين ، وهنا رابط إلى سرعة الضوء على صاروخ بواسطة وكالة ناسا .
لقد سجلنا أيضًا عرض أسئلة حول سرعة الضوء . تحقق من ذلك!
مصادر:
ويكيبيديا: سرعة الضوء
ويكيبيديا: السفر عبر الزمن
نيوتن اسأل عالما!
جامعة إلينوي