از سرعت نور چه می دانید؟

سرعت در جهان محدودیت دارد و به این محدودیت، سرعت نور می گویند. بر اساس قوانین فیزیک، هیچ چیز حتی بهترین فضاپیماهای ما، نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند. نور با سرعت خارق العاده 300 هزار کیلومتر بر ثانیه، یعنی بیش از یک میلیارد کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند. در حالی که یک هواپیمای معمولی مسافربری بدون در نظر گرفتن توقف برای سوختگیری مجدد، نیاز به دو روز زمان دارد تا بتواند یک دور کامل به دور زمین بچرخد، نور می‌تواند در تنها یک ثانیه 7.5 بار این کار را انجام دهد.

نور به قدری سریع حرکت می‌کند که بشر در طول تاریخ تصور می‌کرد که حرکت نور بلافاصله بوده و می‌تواند در لحظه از جایی به جای دیگر منتقل شود. به گفته دانشنامه بریتانیکا، در اوایل قرن هفدهم میلادی، دانشمندی به نام اوله رومر توانست با رصد قمرهای مشتری، سرعت نور را که معمولا با c نشان داده می‌شود، اندازه‌گیری نماید.

در اواخر قرن نوزدهم، فیزیکدانی به نام جیمز کلارک مکسول نظریه خود درباره الکترومغناطیس را منتشر کرد. طبق نظریه او، نور از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی تشکیل شده است و به همین دلیل الکترومغناطیس می‌تواند حرکت و رفتار نور، از جمله سرعت نظری آن را توصیف کند. سرعت نور در آن زمان 299788 کیلومتر بر ثانیه با خطای 30 کیلومتر بدست آمد. در دهه هفتاد میلادی، فیزیکدانان از لیزر برای اندازه گیری دقیقتر سرعت نور استفاده کردند و توانستند این کار را با خطای 0.001 انجام دهند. امروزه ما از سرعت نور به نوعی به عنوان واحد طول نیز استفاده می‌کنیم؛ بنابراین اندازه آن باید ثابت باشد. انسان‌ها توافق کرده‌اند که سرعت نور دقیقا 299,792.458 کیلومتر بر ثانیه است.

البته نور الزاماً همیشه با این سرعت حرکت نمی‌کند. بسته به چیزی که نور از آن عبور می‌کند، مانند هوا، آب یا یک قطعه الماس سرعت آن ممکن است از مقدار اصلی‌اش کمتر شود. سرعت رسمی نور در خلاء، محیطی که در آن نه هوا و نه هیچ چیز دیگر در مسیر نور قرار ندارد، اندازه گیری شده است. تفاوت سرعت نور در چیزی مانند منشور به خوبی دیده می‌شود، جایی که طیف‌های خاصی از نور بیشتر از بقیه خم می‌شوند و رنگین کمان را تشکیل می‌دهند.

جالب اینجاست که حتی سرعت بسیار بالای نور نیز در حد و اندازه فواصل طولانی در فضا، که خود خلاء است، نیست. حدود هشت دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد و رسیدن نور نزدیکترین ستاره بعد از خورشید، یعنی پراکسیما سنتوری به سیاره ما چند سال زمان می‌برد. برای همین است که اخترشناسان از واحد سال نوری، که نشان دهنده مسافتی است که نور در یک سال طی می‌کند، برای اندازه گیری فواصل در فضا استفاده می‌کنند.

به دلیل محدودیت سرعت در جهان، تلسکوپ‌ها در واقع نوعی ماشین زمان هستند. وقتی اخترشناسان به ستاره‌ای در فاصله 500 سال نوری زمین نگاه می‌کنند، در واقع دارند به نوری نگاه می‌کنند که از 500 سال قبل آمده است. نور از حدود 13 میلیارد سال نوری ما (یعنی از 13 میلیارد سال قبل)، که به عنوان تابش زمینه کیهانی شناخته می‌شود، در واقع تشعشعات باقی مانده از بیگ بنگ در دوران کودکی جهان است. سرعت نور صرفا یک کمیت فیزیکی نیست؛ سرعت نور فیزیک مدرن را آنطور که می‌شناسیم توانمند کرده و به معنای واقعی کلمه نحوه نگاه ما به جهان را شکل داده است.

منبع: Livescience