ينتقل الضوء أسرع مايمكن في الفضاء صواب أم خطأ؟ اهلا وسهلا بكم أعزائي طلاب وطالبات المملكة العربية السعودية بكل ود واحترام يسعدنا أن نقدم لكم من خلال منصة موقع الشامل الذكي لحلول جميع المناهج الدراسية وذالك نقدم لكم حل السؤال والحل الصحيح هو كتالي: صواب. خطأ.
عندما توقع ألبرت أينشتاين للمرة الأولى أن الضوء يسافر بنفس السرعة في كل مكان في عالمنا، حدد السرعة بشكل أساسي ب 299, 792 كيلو متر في الثانية (186282ميل في الثانية) وهي سرعة كافية للدوران حول الأرض بأكملها ثماني مرات في الثانية. لكن هذه لم تكن القصة كاملة. كانت البداية فقط. حيث في عام 1905، غير أينشتاين الطريقة التي يعرض بها الفيزيائيون الكون إلى الأبد. وذلك بسبب نظريته الشهيرة "النظرية النسبية الخاصة" وقد كانت هذه النظرية مرتبطة بشكل أساسي بالكتلة والطاقة في معادلة بسيطة وأساسية E=mc2. حيث الكتلة تمثل الذرات التي تشكلنا وتشكل أي شيء حولنا، بينما الطاقة فهي تعامل ككيونونات منفصلة. تتوقع هذه المعادلة أنه لا يمكن لشيء له كتلة أن يتحرك بسرعة الضوء، أو أسرع منه. وقد كانت أكبر سرعة توصل لها البشر قريبة من سرعة الضوء هي السرعة داخل مسرعات الجسيمات مثل المصادم الهدروني الكبير وتيفاترون. هذه الآلات الضخمة تستطيع تسريع الجسيمات دون الذرية إلى أكثر من 99. ينتقل الضوء أسرع مايمكن في الفضاء صواب أم خطأ؟ - سحر الحروف. 99 في المئة من سرعة الضوء، ولكن كما يوضح ديفيد غروس، الحائز على جائزة نوبل للفيزياء، فإن هذه الجسيمات لن تصل أبدا إلى الحد الأقصى للسرعة الكونية.
على الرغم من أن أينشتاين قضى على تطلعاتنا حول الرحلات إلى الفضاء بنظريته النسبية الخاصة، فإنه أعطانا أمل جديد للسفر بين النجوم مع نظريته النسبية العامة في عام 1915. في حين أن النظرية النسبية الخاصة ربطت الكتلة والطاقة، النظرية النسبية العامة ربطت الفراغ والوقت معاً. كما كتب Kaku، الطريقة الوحيدة القابلة للتطبيق لكسر حاجز الضوء ربما تكون بتطبيق النظرية النسبية العامة مع حني المكان والزمان. هذا الانحناء هو ما نسميه باللغة العامية "ثقب، مسلك دودي"، والذي من شأنه نظرياً أن يسمح بالسفر لمسافات شاسعة وبسرعة فورية، مما يتيح لنا كسر الحد الأقصى للسرعة الكونية عن طريق السفر لمسافات كبيرة في فترة قصيرة جداً من الزمن. في عام 1988، قام عالم الفيزياء النظرية كيب ثورن – مستشار العلوم والمنتج المنفذ لفلم السفر بين النجوم الذي أنتج مؤخراً – باستخدام معادلات أينشتاين في النظرية النسبية العامة لتوقع إمكانية الثقوب "المسالك الدودية"التي ستكون مفتوحة للأبد للسفر عبر الفضاء. أربع ظواهر كونية تنتقل أسرع من الضوء - أنا أصدق العلم. ولكن للانتقال عبرها فإنها تحتاج إلى بعض المواد الغريبة والدخيلة التي تجعلها مفتوحة. وقد كتب العالم ثورن في كتابه علوم السفر بين النجوم: "الآن هناك حقيقة مذهلة وهي أن هذه المواد الدخيلة يمكن أن توجد وذلك بسبب الغموض في قوانين فيزياء الكم".
عندما لا يطبق القانون مع الأخذ بعين الاعتبار أن النظرية النسبية الخاصة التي وضعها أينشتاين تنص على أن لا شيء له كتلة يمكن له الانتقال أسرع من الضوء، وبقدر ما يستطيع علماء الفيزياء إخبارنا، إن الكون يلتزم بهذه القاعدة. ولكن ماذا عن شيء ما ليس له كتلة؟ الفوتونات، بحكم طبيعتها، لا يمكن لها أن تتجاوز سرعة الضوء، ولكن جسيمات الضوء ليست الكينونات الوحيدة التي لا تملك كتلة في الكون. الفضاء الخالي لا يحتوي على جوهر مادي وبالتالي ليس له كتلة. "حيث أي شيء يكون عبارة عن مجرد فضاء خالي أو فراغ، فإنه يستطيع التوسع بسرعة أكبر من سرعة الضوء بسبب عدم وجود أي شيء يكسر حاجز الضوء"، وذلك بحسب ما كتبه عالم الفيزياء الفلكية النظرية Michio Kakuعلى موقع "Big Think". "لذلك، فالفضاء الخالي يمكن له التوسع أسرع من الضوء". هذا هو بالضبط ما كان الفيزيائيون يعتقدون بأنه حدث مباشرة بعد الانفجار الكبير خلال حقبة تدعى التضخم "inflation"، وقد وُضِعَ هذا الافتراض في البداية من قبل العالمين الفيزيائيين آلان غوث وأندريه ليندي في عام 1980. في غضون تريليون جزء من تريليون جزء من الثانية، تضاعف الكون مراراً وتكراراً في الحجم ونتيجة لذلك، توسعت الحافة الخارجية للكون بسرعة كبيرة، أسرع بكثير من سرعة الضوء.