مثير للإعجاب

تعرف على السرعة الحقيقية للضوء وكيف يتم استخدامه

تعرف على السرعة الحقيقية للضوء وكيف يتم استخدامه


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يتحرك الضوء عبر الكون بأسرع سرعة يمكن لعلماء الفلك قياسها. في الواقع ، فإن سرعة الضوء هي الحد الأقصى للسرعة الكونية ، وليس من المعروف أن يتحرك بشكل أسرع. ما مدى سرعة تحرك الضوء؟ يمكن قياس هذا الحد ويساعد أيضًا في تحديد فهمنا لحجم الكون وعمره.

ما هو الضوء: موجة أو جسيم؟

ينتقل الضوء سريعًا بسرعة 299 و 792 و 458 مترًا في الثانية. كيف يمكن أن تفعل هذا؟ لفهم ذلك ، من المفيد معرفة ما هو الضوء في الواقع وهذا اكتشاف إلى حد كبير في القرن العشرين.

كانت طبيعة الضوء لغزا كبيرا لعدة قرون. واجه العلماء صعوبة في فهم مفهوم موجته وطبيعته الجسيمية. إذا كانت موجة ماذا نشر من خلال؟ لماذا يبدو أنها تسير بنفس السرعة في كل الاتجاهات؟ وماذا يمكن أن تخبرنا سرعة الضوء عن الكون؟ لم يكن الأمر كذلك حتى وصف ألبرت أينشتاين نظرية النسبية الخاصة هذه في عام 1905 ، وكلها أصبحت موضع تركيز. جادل أينشتاين بأن المكان والزمان نسبيان وأن سرعة الضوء هي الثابت الذي يربط الاثنين.

ما هي سرعة الضوء؟

غالبًا ما يذكر أن سرعة الضوء ثابتة وأنه لا يوجد شيء يمكن أن ينتقل بسرعة أكبر من سرعة الضوء. هذا ليس كذلك تماما دقيق. قيمة 299،792،458 متر في الثانية (186،282 ميل في الثانية) هي سرعة الضوء في الفراغ. ومع ذلك ، فإن الضوء يبطئ بالفعل لأنه يمر عبر وسائل مختلفة. على سبيل المثال ، عندما يتحرك عبر الزجاج ، فإنه يبطئ إلى حوالي ثلثي سرعته في فراغ. حتى في الهواء ، وهو تقريبا فراغ ، الضوء يبطئ قليلا. بينما يتحرك عبر الفضاء ، فإنه يواجه السحب من الغاز والغبار ، وكذلك حقول الجاذبية ، وتلك التي يمكن أن تغير السرعة قليلاً. غيوم الغاز والغبار تمتص أيضًا بعض الضوء أثناء مروره.

ترتبط هذه الظاهرة بطبيعة الضوء ، وهي موجة كهرمغنطيسية. كما تنتشر من خلال مادة ما الحقول الكهربائية والمغناطيسية "يزعج" الجسيمات المشحونة أنه يأتي في اتصال. تؤدي هذه الاضطرابات بعد ذلك إلى إشعاع الجسيمات للضوء على نفس التردد ، ولكن مع تحول الطور. مجموع هذه الموجات الناتجة عن "الاضطرابات" سيؤدي إلى موجة كهرمغنطيسية بنفس تردد الضوء الأصلي ، ولكن بطول موجي أقصر ، وبالتالي سرعة أبطأ.

من المثير للاهتمام أنه بمجرد تحرك الضوء ، يمكن أن يكون مساره عازماً أثناء مروره بمناطق في الفضاء بها حقول جاذبية مكثفة. يمكن رؤية هذا بسهولة إلى حد ما في تجمعات المجرات ، التي تحتوي على الكثير من المادة (بما في ذلك المادة المظلمة) ، والتي تشوه مسار الضوء من الأجسام البعيدة ، مثل النجوم.

عدسة الجاذبية وكيف تعمل. يمر الضوء من جسم بعيد بكائن أقرب بسحب ثقالي قوي. يكون الضوء مثنيًا ومشوَّهًا ويخلق "صورًا" للكائن البعيد. NASA

موجات لايت سبيد والجاذبية

تتنبأ نظريات الفيزياء الحالية بأن الموجات التثاقلية تنتقل أيضًا بسرعة الضوء ، لكن لا يزال هذا الأمر مؤكدًا حيث يدرس العلماء ظاهرة الموجات التثاقلية الناتجة عن تصادم الثقوب السوداء ونجوم النيوترونات. خلاف ذلك ، لا توجد أشياء أخرى تنتقل بهذه السرعة. من الناحية النظرية ، يمكنهم الحصول عليها قريب من سرعة الضوء ، ولكن ليس أسرع.

قد يكون أحد الاستثناءات لذلك هو الزمكان نفسه. يبدو أن المجرات البعيدة تبتعد عنا أسرع من سرعة الضوء. هذه "مشكلة" لا يزال العلماء يحاولون فهمها. ومع ذلك ، واحدة من النتائج المثيرة للاهتمام لهذا هو أن نظام السفر على أساس فكرة محرك الاعوجاج. في مثل هذه التكنولوجيا ، تكون المركبة الفضائية في حالة راحة بالنسبة إلى الفضاء وهي في الواقع الفراغ التي تتحرك ، مثل ركوب الأمواج موجة على المحيط. من الناحية النظرية ، قد يسمح ذلك بالسفر فوق السطحي. بالطبع ، هناك قيود عملية وتكنولوجية أخرى تقف في طريقها ، ولكنها فكرة خيال علمي مثيرة للاهتمام تحظى ببعض الاهتمام العلمي.

مرات السفر للضوء

أحد الأسئلة التي يحصل عليها علماء الفلك من أفراد الجمهور هي: "كم من الوقت سيستغرق الانتقال من الكائن X إلى الكائن Y؟" يمنحهم الضوء طريقة دقيقة للغاية لقياس حجم الكون من خلال تحديد المسافات. فيما يلي بعض قياسات المسافة الشائعة:

  • الأرض إلى القمر: 1.255 ثانية
  • الشمس إلى الأرض: 8.3 دقيقة
  • شمسنا إلى أقرب نجم تالي: 4.24 سنة
  • عبر مجرة ​​درب التبانة: 100،000 سنة
  • إلى أقرب مجرة ​​حلزونية (أندروميدا): 2.5 مليون سنة
  • الحد من الكون يمكن ملاحظتها على الأرض: 13.8 مليار سنة

ومن المثير للاهتمام ، أن هناك أشياء تتجاوز قدرتنا على الرؤية ببساطة لأن الكون يتسع ، وبعضها "عبر الأفق" لا يمكننا رؤيته بعده. لن يأتوا أبداً في نظرتنا ، بغض النظر عن السرعة التي يسير بها ضوءهم. هذا هو واحد من الآثار الرائعة للحياة في الكون الآخذ في التمدد.

حرره كارولين كولينز بيترسن


شاهد الفيديو: لنكتشف كم هي بطيئة سرعة الضوء! (شهر اكتوبر 2022).

Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos