چرا سرعت نور اینگونه است؟

چرا سرعت نور اینگونه است؟

عبارات مهم : دانشمندان – انیشتین

سرعت نور در خلأ برابر با ۲۹۹٫۷۹۲٫۴۵۸ متر بر ثانیه هست؛ دانشمندان نهایتأ در سال ۱۹۷۵ با این رقم به توافق رسیدند – ولی آیا این رقم را تصویب کردند؟ و آیا این رقم اهمیت دارد؟

چرا سرعت نور اینگونه است؟

سرعت نور در خلأ برابر با ۲۹۹٫۷۹۲٫۴۵۸ متر بر ثانیه است

پاسخ به این سئوالات ما را به یک سفر جالب در اعماق فضا، زمان، فیزیک و اندازه گیری می برد و ولی داستان هنوز گفته نشده هست. مطالعات مدرن سرعت نور را جهت نخستین بار مورد پرسش قرار می دهند. جهت شروع بهتر است تاریخ را مرور کنیم: در ابتدای قرن هفدهم، عموم بر این باور بودند که نور سرعت ندارد و فقط به طور آنی ظاهر می شود.

دانشمندان | انیشتین | مشاهده | سیاره | چرا ، لیکن و چگونه

در قرن شانزدهم، این ایده به طور جدی به چالش کشیده شد. در وهله ی نخست دانشمندِ هلندی آیزاک بکمان در سال ۱۶۲۹ یک سری آینه را در اطراف انفجارات باروت قرار داد تا ببیند آیا مشاهده کنندگان هیچگونه اختلافی را در لحظۀ ظاهر شدنِ جرقه ی نور تشخیص می دهند یا خیر. متأسفانه این نتیجه های جهت بکان و علم قانع کننده نبودند، ولی در سال ۱۶۷۶ یک ستاره شناس دانمارکی به نام اوله رومر تغییرات عجیبی را در وقت ماه گرفتگیِ یکی از قمرهای مشتری در طول یک سال تشخیص داد.

آیا این تغییرات به این خاطر بودند که هنگامی که زمین دورتر باشد نور وقت بیشتری را مورد نیاز دارد تا از مشتری سفر کند؟ رومر این چنین تصور کرد و محاسبات دقیقش سرعت نور را تقریبأ ۲۲۰ هزار کیلومتر بر ثانیه اندازه گیری کردند – این تخمین اصلأ بد نیست، به خاص با توجه به اینکه داده های او در مورد اندازه های سیاره همگی دقیق نبودند. آزمایشات زیاد بر روی سیاره مان با استفاده از پرتوهای نور دانشمندان را به عدد درست نزدیکتر کردند و سپس در میانه ی دهه ی ۱۸۰۰، فیزیکدان جیمز کلرک مکسول معادلات مکسول خویش را معرفی کرد – روش های اندازه گیری میدان های الکتریکی و مغناطیسی در خلأ.

معادلات مکسول فواید الکتریکی و مغناطیسیِ فضای خالی را تثبیت کردند و بعد از اینکه مشخص شد سرعت موج تابش الکترومغناطیسیِ فاقد جرم خیلی نزدیک به سرعت فرضیِ نور هست، مکسول بیان کرد که ممکن است آنها دقیقأ با هم انطباق داشته باشند. به نظر می رسد مکسول درست گفته باشد و جهت نخستین بار توانستیم سرعت نور را بر اساس ثابت های دیگر در دنیا اندازه گیری کنیم.

چرا سرعت نور اینگونه است؟

خلأ با ذرات ابتدایی که به سرعت ایجاد شده است و از بین می روند پر شده است است

در عین حال، کار مکسول به شدت نشان می داد که نور به خودی خود یک موج الکترومغناطیسی است و بعد از تأیید این ایده، آلبرت انیشتین در سال ۱۹۰۵ به عنوان بخشی از نظریۀ نسبیت خاص خود به آن پرداخت. امروزه، سرعت نور یا c به عنوان سنگ بنای نسبیت خاص در نظر گرفته می شود – علی رغم فضا و زمان، سرعت نور ثابت است و مستقل از مشاهده کننده عمل می کند. بعلاوه، این ثابت زیربنای درک ما از دنیا هست. این ثابت با سرعت امواج گرانشی انطباق دارد و بله، این همان c در معادلۀ معروف E=mc2 می باشد.

دانشمندان | انیشتین | مشاهده | سیاره | چرا ، لیکن و چگونه

فقط دانش مکسول و انیشتین را راجع به ی سرعت نور در اختیار نداریم. دانشمندان نور را با برگرداندنِ لیزرها از اشیا و مشاهدۀ عملکرد گرانش در سیاره ها اندازه گیری کرده اند و تمام این آزمایشات به یک رقم یکسان دست یافته اند. هرچند، به لطف نظریۀ کوانتوم (شاخه ای از فیزیک که بیان می کند دنیا به آن اندازه که تصور می کنیم ثابت نیست)، داستان به اینجا ختم نمی شود.

نظریۀ میدان کوانتوم می گوید که خلأ هرگز واقعأ خالی نیست: خلأ با ذرات ابتدایی که به سرعت ایجاد شده است و از بین می روند پر شده است هست. این ذرات موج های الکترومغناطیسی را ایجاد می کنند و می توانند تغییراتی را در سرعت نور ایجاد کنند. مطالعات بر روی این ایده ها همچنان ادامه دارند و یک روش قطعی را جهت آن پیدا نکرده ایم. در حال حاضر، سرعت نور به همان اندازه ای که قرن ها بوده باقی می ماند و ثابت است…

چرا سرعت نور اینگونه است؟

منبع: bigbangpage.com – sciencealert.com

واژه های کلیدی: دانشمندان | انیشتین | مشاهده | سیاره | چرا ، لیکن و چگونه

چرا سرعت نور اینگونه است؟