شهد القرن التاسع عشر العديد من التجارب العلمية التي أدت إلى اكتشاف عدد من الظواهر الجديدة. ومن هذه الظواهر اكتشاف هانز أورستد لتوليد الحث المغناطيسي بواسطة التيار الكهربائي. وفي وقت لاحق، اكتشف مايكل فاراداي التأثير المعاكس، والذي كان يسمى الحث الكهرومغناطيسي.

معادلات جيمس ماكسويل - الطبيعة الكهرومغناطيسية للضوء

ونتيجة لهذه الاكتشافات، لوحظ ما يسمى "التفاعل عن بعد"، مما أدى إلى ظهور النظرية الجديدة للكهرومغناطيسية التي صاغها فيلهلم فيبر، والتي كانت تعتمد على الفعل بعيد المدى. لاحقاً، حدد ماكسويل مفهوم المجالات الكهربائية والمغناطيسية، القادرة على توليد بعضها البعض، وهي عبارة عن موجة كهرومغناطيسية. بعد ذلك، استخدم ماكسويل ما يسمى بـ "الثابت الكهرومغناطيسي" في معادلاته - مع.

وبحلول ذلك الوقت، كان العلماء قد اقتربوا بالفعل من حقيقة أن الضوء ذو طبيعة كهرومغناطيسية. المعنى المادي للثابت الكهرومغناطيسي هو سرعة انتشار الإثارة الكهرومغناطيسية. ولمفاجأة جيمس ماكسويل نفسه، تبين أن القيمة المقاسة لهذا الثابت في تجارب وحدة الشحن والتيارات تساوي سرعة الضوء في الفراغ.

قبل هذا الاكتشاف، قامت البشرية بفصل الضوء والكهرباء والمغناطيسية. سمح لنا تعميم ماكسويل بإلقاء نظرة جديدة على طبيعة الضوء، باعتباره جزءًا معينًا من المجالات الكهربائية والمغناطيسية التي تنتشر بشكل مستقل في الفضاء.

ويوضح الشكل أدناه رسمًا تخطيطيًا لانتشار الموجة الكهرومغناطيسية، وهي خفيفة أيضًا. هنا H هو متجه شدة المجال المغناطيسي، E هو متجه شدة المجال الكهربائي. كلا المتجهين متعامدان مع بعضهما البعض، وكذلك على اتجاه انتشار الموجة.

تجربة ميكلسون - سرعة الضوء المطلقة

كانت الفيزياء في ذلك الوقت مبنية إلى حد كبير على مبدأ النسبية لجاليليو، والذي بموجبه تبدو قوانين الميكانيكا متشابهة في أي إطار مرجعي بالقصور الذاتي يتم اختياره. وفي الوقت نفسه، وفقًا لإضافة السرعات، يجب أن تعتمد سرعة الانتشار على سرعة المصدر. ومع ذلك، في هذه الحالة، ستتصرف الموجة الكهرومغناطيسية بشكل مختلف اعتمادًا على اختيار الإطار المرجعي، وهو ما ينتهك مبدأ النسبية لجاليليو. وهكذا، فإن نظرية ماكسويل التي تبدو جيدة الصياغة كانت في حالة هشة.

وقد أظهرت التجارب أن سرعة الضوء لا تعتمد في الواقع على سرعة المصدر، مما يعني أن هناك حاجة إلى نظرية يمكن أن تفسر مثل هذه الحقيقة الغريبة. وتبين أن أفضل نظرية في ذلك الوقت هي نظرية "الأثير" - وهي وسيلة معينة ينتشر فيها الضوء، تمامًا كما ينتشر الصوت في الهواء. ثم لن يتم تحديد سرعة الضوء من خلال سرعة حركة المصدر، ولكن من خلال خصائص الوسيط نفسه - الأثير.

وقد أجريت العديد من التجارب لاكتشاف الأثير، ومن أشهرها تجربة الفيزيائي الأمريكي ألبرت ميكلسون. باختصار، من المعروف أن الأرض تتحرك في الفضاء الخارجي. فمن المنطقي أن نفترض أنه يتحرك أيضا من خلال الأثير، لأن الارتباط الكامل للأثير بالأرض ليس فقط أعلى درجة من الأنانية، ولكن ببساطة لا يمكن أن يكون سببه أي شيء. إذا كانت الأرض تتحرك عبر وسط معين ينتشر فيه الضوء، فمن المنطقي أن نفترض أن إضافة السرعات تحدث هنا. أي أن انتشار الضوء يجب أن يعتمد على اتجاه حركة الأرض التي تطير عبر الأثير. ونتيجة لتجاربه لم يكتشف ميشيلسون أي فرق بين سرعة انتشار الضوء في كلا الاتجاهين من الأرض.

حاول الفيزيائي الهولندي هندريك لورنتز حل هذه المشكلة. ووفقا لافتراضه، فإن "الريح الأثيرية" تؤثر على الأجسام بطريقة تقلل من حجمها في اتجاه حركتها. وبناءً على هذا الافتراض، تعرض كل من الأرض وجهاز مايكلسون لهذا الانكماش لورنتز، ونتيجة لذلك حصل ألبرت ميشيلسون على نفس السرعة لانتشار الضوء في كلا الاتجاهين. وعلى الرغم من نجاح لورنتز إلى حد ما في تأخير موت نظرية الأثير، إلا أن العلماء ما زالوا يشعرون بأن هذه النظرية “بعيدة المنال”. وبالتالي، كان من المفترض أن يتمتع الأثير بعدد من الخصائص "الخرافية"، بما في ذلك انعدام الوزن وغياب المقاومة للأجسام المتحركة.

جاءت نهاية تاريخ الأثير في عام 1905 مع نشر مقال "حول الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة" لألبرت أينشتاين الذي لم يكن معروفًا آنذاك.

النظرية النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين

عبر ألبرت أينشتاين البالغ من العمر ستة وعشرين عامًا عن وجهة نظر جديدة ومختلفة تمامًا حول طبيعة المكان والزمان، والتي تتعارض مع أفكار ذلك الوقت، وتنتهك على وجه الخصوص مبدأ النسبية لجاليليو بشكل صارخ. وفقا لأينشتاين، فإن تجربة ميشيلسون لم تعط نتائج إيجابية لأن المكان والزمان لهما خصائص تجعل سرعة الضوء قيمة مطلقة. أي أنه بغض النظر عن الإطار المرجعي الذي يوجد فيه الراصد، فإن سرعة الضوء بالنسبة إليه هي نفسها دائمًا، وهي 300000 كيلومتر في الثانية. ومن هنا نتجت استحالة تطبيق إضافة السرعات بالنسبة للضوء، فمهما كانت سرعة تحرك مصدر الضوء، فإن سرعة الضوء لن تتغير (إضافة أو طرح).

استخدم أينشتاين انكماش لورنتز لوصف التغيرات في معلمات الأجسام التي تتحرك بسرعات قريبة من سرعة الضوء. لذلك، على سبيل المثال، سينخفض ​​طول هذه الأجسام، وسيتباطأ وقتها. ويسمى معامل هذه التغييرات بعامل لورنتز. صيغة أينشتاين الشهيرة ه=مولودية 2في الواقع يتضمن أيضًا عامل لورنتز ( ه= يمك 2)، وهي بشكل عام تساوي الوحدة في حالة سرعة الجسم الخامسيساوي الصفر. مع اقتراب سرعة الجسم الخامسلسرعة الضوء جعامل لورنتز ذيندفع نحو اللانهاية. ويترتب على ذلك أنه من أجل تسريع الجسم إلى سرعة الضوء، سيتطلب الأمر كمية لا حصر لها من الطاقة، وبالتالي من المستحيل تجاوز حد السرعة هذا.

هناك أيضًا حجة لصالح هذا البيان تسمى "نسبية التزامن".

مفارقة النسبية للتزامن SRT

باختصار، ظاهرة النسبية للتزامن هي أن الساعات الموجودة في نقاط مختلفة في الفضاء لا يمكن أن تعمل "في نفس الوقت" إلا إذا كانت في نفس الإطار المرجعي بالقصور الذاتي. أي أن الوقت على مدار الساعة يعتمد على اختيار النظام المرجعي.

ومن هنا تأتي المفارقة المتمثلة في أن الحدث B، وهو نتيجة للحدث A، يمكن أن يحدث في وقت واحد معه. بالإضافة إلى ذلك، من الممكن اختيار الأنظمة المرجعية بحيث يقع الحدث B في وقت أبكر من الحدث A الذي تسبب فيه. ومثل هذه الظاهرة تنتهك مبدأ السببية، الراسخ في العلم ولم يتم التشكيك فيه قط. ومع ذلك، يتم ملاحظة هذا الوضع الافتراضي فقط في الحالة التي تكون فيها المسافة بين الحدثين A وB أكبر من الفاصل الزمني بينهما مضروبًا في "الثابت الكهرومغناطيسي" - مع. وهكذا الثابت جوالتي تساوي سرعة الضوء، وهي السرعة القصوى لنقل المعلومات. وإلا فسيتم انتهاك مبدأ السببية.

كيف يتم قياس سرعة الضوء؟

ملاحظات أولاف رومر

اعتقد علماء العصور القديمة في معظمهم أن الضوء يتحرك بسرعة لا نهائية، وتم الحصول على التقدير الأول لسرعة الضوء بالفعل في عام 1676. لاحظ عالم الفلك الدنماركي أولاف رومر كوكب المشتري وأقماره. في الوقت الذي كانت فيه الأرض والمشتري على جانبين متقابلين من الشمس، تأخر خسوف قمر المشتري آيو بمقدار 22 دقيقة مقارنة بالوقت المحسوب. الحل الوحيد الذي وجده أولاف رومر هو أن سرعة الضوء محدودة. ولهذا السبب، تتأخر المعلومات حول الحدث المرصود بمقدار 22 دقيقة، إذ يستغرق الأمر بعض الوقت لقطع المسافة من القمر الصناعي آيو إلى التلسكوب الفلكي. ووفقا لحسابات رومر، كانت سرعة الضوء 220 ألف كيلومتر في الثانية.

ملاحظات جيمس برادلي

وفي عام 1727 اكتشف عالم الفلك الإنجليزي جيمس برادلي ظاهرة انحراف الضوء. جوهر هذه الظاهرة هو أنه عندما تتحرك الأرض حول الشمس، وكذلك أثناء دوران الأرض، يتم ملاحظة إزاحة النجوم في سماء الليل. نظرًا لأن الراصد الأرضي والأرض نفسها يغيران باستمرار اتجاه حركتهما بالنسبة للنجم المرصود، فإن الضوء المنبعث من النجم يسافر مسافات مختلفة ويسقط بزوايا مختلفة على الراصد بمرور الوقت. تؤدي سرعة الضوء المحدودة إلى حقيقة أن النجوم في السماء تصف شكلًا بيضاويًا على مدار العام. سمحت هذه التجربة لجيمس برادلي بتقدير سرعة الضوء بـ 308.000 كم/ثانية.

تجربة لويس فيزو

في عام 1849، أجرى الفيزيائي الفرنسي لويس فيزو تجربة معملية لقياس سرعة الضوء. قام الفيزيائي بتركيب مرآة في باريس على مسافة 8633 مترًا من المصدر، لكن وفقًا لحسابات رومر، فإن الضوء سيقطع هذه المسافة في مائة جزء من الألف من الثانية. كانت دقة المراقبة هذه بعيدة المنال في ذلك الوقت. استخدم فيزو بعد ذلك عجلة مسننة تدور في الطريق من المصدر إلى المرآة ومن المرآة إلى المراقب، حيث تحجب أسنانها الضوء بشكل دوري. في حالة مرور شعاع ضوئي من المصدر إلى المرآة بين الأسنان، وفي طريق العودة اصطدم بأسنان، قام الفيزيائي بمضاعفة سرعة دوران العجلة. ومع زيادة سرعة دوران العجلة، كاد الضوء يتوقف عن الاختفاء حتى وصلت سرعة الدوران إلى 12.67 دورة في الثانية. في هذه اللحظة اختفى الضوء مرة أخرى.

مثل هذه الملاحظة تعني أن الضوء "يصطدم" باستمرار بالأسنان ولم يكن لديه الوقت "للانزلاق" بينها. وبمعرفة سرعة دوران العجلة وعدد الأسنان وضعف المسافة من المصدر إلى المرآة، قام فيزو بحساب سرعة الضوء، والتي تبين أنها تساوي 315000 كم/ثانية.

وبعد مرور عام، أجرى عالم فيزياء فرنسي آخر، ليون فوكو، تجربة مماثلة استخدم فيها مرآة دوارة بدلًا من العجلة المسننة. وكانت القيمة التي حصل عليها لسرعة الضوء في الهواء 298000 كم/ثانية.

وبعد قرن من الزمان، تم تحسين طريقة فيزو كثيرًا لدرجة أن تجربة مماثلة أجراها إي. بيرجستراند في عام 1950، أعطت قيمة سرعة قدرها 299.793.1 كم/ثانية. ويختلف هذا الرقم بمقدار 1 كم/ثانية فقط عن القيمة الحالية لسرعة الضوء.

مزيد من القياسات

ومع ظهور الليزر وزيادة دقة أدوات القياس، أصبح من الممكن تقليل خطأ القياس إلى 1 م/ث. لذلك في عام 1972، استخدم العلماء الأمريكيون الليزر في تجاربهم. ومن خلال قياس التردد والطول الموجي لشعاع الليزر، تمكنوا من الحصول على قيمة 299,792,458 م/ث. ومن الجدير بالذكر أن زيادة دقة قياس سرعة الضوء في الفراغ كانت مستحيلة، ليس بسبب العيوب التقنية في الأجهزة، ولكن بسبب خطأ معيار المقياس نفسه. ولهذا السبب، في عام 1983، عرّف المؤتمر العام السابع عشر للأوزان والمقاييس المتر بأنه المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في زمن يساوي 1/299,792,458 ثانية.

دعونا نلخص ذلك

ومن كل ما سبق يتبين أن سرعة الضوء في الفراغ هي ثابت فيزيائي أساسي يظهر في العديد من النظريات الأساسية. هذه السرعة مطلقة، أي أنها لا تعتمد على اختيار النظام المرجعي، وهي تساوي أيضًا السرعة القصوى لنقل المعلومات. ليس فقط الموجات الكهرومغناطيسية (الضوء)، ولكن أيضًا جميع الجسيمات عديمة الكتلة تتحرك بهذه السرعة. بما في ذلك، على الأرجح، الغرافيتون، وهو جسيم من موجات الجاذبية. من بين أمور أخرى، وبسبب التأثيرات النسبية، فإن زمن الضوء يظل ثابتًا حرفيًا.

مثل هذه الخصائص للضوء، وخاصة عدم إمكانية تطبيق مبدأ إضافة السرعات إليه، لا تتناسب مع الرأس. ومع ذلك، تؤكد العديد من التجارب الخصائص المذكورة أعلاه، كما أن عددًا من النظريات الأساسية مبنية على وجه التحديد على طبيعة الضوء هذه.

تختلف سرعة الضوء في الوسائط المختلفة بشكل كبير. وتكمن الصعوبة في أن العين البشرية لا تراها في النطاق الطيفي بأكمله. لقد أثارت طبيعة أصل الأشعة الضوئية اهتمام العلماء منذ العصور القديمة. المحاولات الأولى لحساب سرعة الضوء تمت في وقت مبكر من عام 300 قبل الميلاد. وفي ذلك الوقت، قرر العلماء أن الموجة تنتشر في خط مستقيم.

رد سريع

لقد تمكنوا من وصف خصائص الضوء ومسار حركته باستخدام الصيغ الرياضية. أصبح معروفًا بعد ألفي عام من البحث الأول.

ما هو التدفق الضوئي؟

شعاع الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية مدمجة مع الفوتونات. تُفهم الفوتونات على أنها أبسط العناصر، والتي تسمى أيضًا كميات الإشعاع الكهرومغناطيسي. التدفق الضوئي في جميع الأطياف غير مرئي. ولا يتحرك في الفضاء بالمعنى التقليدي للكلمة. لوصف حالة الموجة الكهرومغناطيسية مع الجسيمات الكمومية، تم تقديم مفهوم معامل الانكسار للوسط البصري.

يتم نقل تدفق الضوء في الفضاء على شكل شعاع ذو مقطع عرضي صغير. طريقة الحركة في الفضاء مستمدة من الطرق الهندسية. هذا هو شعاع مستقيم، والذي، على الحدود مع وسائل الإعلام المختلفة، يبدأ في الانكسار، وتشكيل مسار منحني. لقد أثبت العلماء أن السرعة القصوى يتم إنشاؤها في الفراغ، وفي بيئات أخرى، يمكن أن تختلف سرعة الحركة بشكل كبير. لقد طور العلماء نظامًا يكون فيه شعاع الضوء والقيمة المشتقة أساسًا لاشتقاق وقراءة بعض وحدات النظام الدولي.

بعض الحقائق التاريخية

منذ حوالي 900 عام، اقترح ابن سينا ​​أنه بغض النظر عن القيمة الاسمية، فإن سرعة الضوء لها قيمة محدودة. حاول جاليليو جاليلي حساب سرعة الضوء بشكل تجريبي. باستخدام مصباحين يدويين، حاول المجربون قياس الوقت الذي يكون فيه شعاع الضوء من جسم ما مرئيًا إلى آخر. لكن تبين أن مثل هذه التجربة غير ناجحة. كانت السرعة عالية جدًا لدرجة أنهم لم يتمكنوا من اكتشاف وقت التأخير.

لاحظ جاليليو جاليلي أن الفترة الفاصلة بين خسوفات أقماره الأربعة لكوكب المشتري تبلغ 1320 ثانية. بناءً على هذه الاكتشافات، قام عالم الفلك الدنماركي أولي رومر في عام 1676 بحساب سرعة انتشار شعاع الضوء بـ 222 ألف كيلومتر في الثانية. وفي ذلك الوقت، كان هذا القياس هو الأكثر دقة، لكن لم يكن من الممكن التحقق منه بالمعايير الأرضية.

وبعد 200 عام، تمكنت لويز فيزو من حساب سرعة شعاع الضوء تجريبيًا. قام بإنشاء تركيب خاص بمرآة وآلية تروس تدور بسرعة عالية. انعكس تدفق الضوء من المرآة وعاد بعد 8 كم. مع زيادة سرعة العجلة، نشأت لحظة عندما قامت آلية التروس بحظر الشعاع. وبذلك تم تحديد سرعة الشعاع بـ 312 ألف كيلومتر في الثانية.

قام فوكو بتحسين هذه المعدات من خلال تقليل المعلمات عن طريق استبدال آلية التروس بمرآة مسطحة. وتبين أن دقة قياسه كانت الأقرب إلى المعيار الحديث وبلغت 288 ألف متر في الثانية. قام فوكو بمحاولات لحساب سرعة الضوء في وسط غريب باستخدام الماء كأساس. واستطاع الفيزيائي أن يستنتج أن هذه القيمة ليست ثابتة وتعتمد على خصائص الانكسار في وسط معين.

الفراغ هو مساحة خالية من المادة. يتم تحديد سرعة الضوء في الفراغ في نظام C بالحرف اللاتيني C. وهو أمر بعيد المنال. لا يمكن رفع سرعة تشغيل أي عنصر إلى هذه القيمة. لا يستطيع الفيزيائيون إلا أن يتخيلوا ما قد يحدث للأجسام إذا تسارعت إلى هذا الحد. تتميز سرعة انتشار شعاع الضوء بخصائص ثابتة وهي:

• ثابت ونهائي.
• بعيد المنال وغير قابل للتغيير.

تتيح لنا معرفة هذا الثابت حساب السرعة القصوى التي يمكن أن تتحرك بها الأجسام في الفضاء. يتم التعرف على مقدار انتشار شعاع الضوء كثابت أساسي. يتم استخدامه لتوصيف الزمكان. هذه هي القيمة القصوى المسموح بها للجزيئات المتحركة. ما هي سرعة الضوء في الفراغ؟ تم الحصول على القيمة الحالية من خلال القياسات المخبرية والحسابات الرياضية. هي تساوي 299.792.458 مترًا في الثانية وبدقة ± 1.2 م/ث. في العديد من التخصصات، بما في ذلك المدارس، يتم استخدام الحسابات التقريبية لحل المشكلات. تم أخذ مؤشر يساوي 3,108 م/ث.

يمكن تسريع موجات الضوء في الطيف المرئي البشري وموجات الأشعة السينية إلى قراءات تقترب من سرعة الضوء. ولا يمكنها أن تساوي هذا الثابت، ولا أن تتجاوز قيمته. تم اشتقاق الثابت بناءً على تتبع سلوك الأشعة الكونية لحظة تسارعها في مسرعات خاصة. ذلك يعتمد على الوسط بالقصور الذاتي الذي ينتشر فيه الشعاع. في الماء، يكون انتقال الضوء أقل بنسبة 25٪، وفي الهواء سيعتمد على درجة الحرارة والضغط في وقت الحسابات.

تم إجراء جميع الحسابات باستخدام النظرية النسبية وقانون السببية المستمدة من أينشتاين. ويعتقد الفيزيائي أنه إذا وصلت سرعة الأجسام إلى 1,079,252,848.8 كيلومتر/ساعة وتجاوزتها، فستحدث تغييرات لا رجعة فيها في بنية عالمنا وسينهار النظام. سيبدأ الوقت في العد التنازلي، مما يؤدي إلى تعطيل ترتيب الأحداث.

تعريف المتر مشتق من سرعة شعاع الضوء. ومن المفهوم أنها المنطقة التي يتمكن شعاع الضوء من الانتقال إليها خلال 1/299792458 من الثانية. لا ينبغي الخلط بين هذا المفهوم والمعيار. معيار المقياس عبارة عن جهاز تقني خاص يعتمد على الكادميوم مع تظليل يسمح لك برؤية مسافة معينة فعليًا.

لتحديد السرعة (المسافة المقطوعة/الوقت المستغرق) يجب علينا اختيار معايير المسافة والوقت. قد تعطي معايير مختلفة قياسات مختلفة للسرعة.

هل سرعة الضوء ثابتة؟

[في الواقع، يعتمد ثابت البنية الدقيقة على مقياس الطاقة، لكننا هنا نشير إلى حد الطاقة المنخفضة.]

النظرية النسبية الخاصة

يعتمد تعريف المتر في نظام SI أيضًا على افتراض صحة النظرية النسبية. سرعة الضوء ثابتة وفقا للمسلمة الأساسية للنظرية النسبية. تحتوي هذه الفرضية على فكرتين:

• سرعة الضوء لا تعتمد على حركة الراصد.
• سرعة الضوء لا تعتمد على إحداثيات الزمان والمكان.

إن فكرة أن سرعة الضوء مستقلة عن سرعة الراصد هي فكرة غير بديهية. بعض الناس لا يستطيعون حتى الموافقة على أن هذه الفكرة منطقية. وفي عام 1905، أظهر أينشتاين أن هذه الفكرة كانت صحيحة منطقيًا إذا تخلى المرء عن افتراض الطبيعة المطلقة للمكان والزمان.

في عام 1879، كان يُعتقد أن الضوء يجب أن ينتقل عبر وسط ما في الفضاء، تمامًا كما ينتقل الصوت عبر الهواء والمواد الأخرى. ميشيلسون ومورليأجرى تجربة لكشف الأثير من خلال ملاحظة التغيرات في سرعة الضوء عندما يتغير اتجاه حركة الأرض بالنسبة للشمس على مدار العام. ولدهشتهم، لم يتم اكتشاف أي تغيير في سرعة الضوء.

دكتوراه في العلوم التقنية أ. جولوبيف

إن مفهوم سرعة انتشار الموجة بسيط فقط في غياب التشتت.

Lin Westergaard Heu بالقرب من المنشأة حيث تم إجراء تجربة فريدة من نوعها.

في الربيع الماضي، نشرت المجلات العلمية والشعبية حول العالم أخبارًا مثيرة. أجرى الفيزيائيون الأمريكيون تجربة فريدة من نوعها: تمكنوا من تقليل سرعة الضوء إلى 17 مترًا في الثانية.

يعلم الجميع أن الضوء ينتقل بسرعة هائلة - حوالي 300 ألف كيلومتر في الثانية. القيمة الدقيقة لقيمتها في الفراغ = 299792458 م/ث هي ثابت فيزيائي أساسي. وفقا للنظرية النسبية، هذه هي أقصى سرعة ممكنة لنقل الإشارة.

في أي وسط شفاف، ينتقل الضوء بشكل أبطأ. تعتمد سرعتها v على معامل انكسار الوسط n: v = c/n. معامل انكسار الهواء 1.0003، الماء - 1.33، أنواع مختلفة من الزجاج - من 1.5 إلى 1.8. يتمتع الماس بواحدة من أعلى قيم معامل الانكسار - 2.42. وبالتالي فإن سرعة الضوء في المواد العادية ستنخفض بما لا يزيد عن 2.5 مرة.

في أوائل عام 1999، قامت مجموعة من الفيزيائيين من معهد رولاند للبحث العلمي بجامعة هارفارد (ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية) وجامعة ستانفورد (كاليفورنيا) بدراسة التأثير الكمي العياني - ما يسمى بالشفافية المستحثة ذاتيًا، حيث تمر نبضات الليزر عبر وسط. وهذا عادة ما يكون غير شفاف. وكان هذا الوسط عبارة عن ذرات صوديوم في حالة خاصة تسمى مكثف بوز-آينشتاين. عند تشعيعها بنبضة ليزر، فإنها تكتسب خصائص بصرية تقلل من سرعة المجموعة للنبضة بمقدار 20 مليون مرة مقارنة بالسرعة في الفراغ. تمكن المجربون من زيادة سرعة الضوء إلى 17 م/ث!

قبل وصف جوهر هذه التجربة الفريدة، دعونا نتذكر معنى بعض المفاهيم الفيزيائية.

سرعة المجموعة.عندما ينتشر الضوء عبر وسط ما، يتم التمييز بين سرعتين: الطور والمجموعة. سرعة الطور v f تميز حركة مرحلة موجة أحادية اللون مثالية - موجة جيبية لا نهائية ذات تردد واحد بدقة وتحدد اتجاه انتشار الضوء. تتوافق سرعة الطور في الوسط مع معامل انكسار الطور - وهو نفس المؤشر الذي يتم قياس قيمه للمواد المختلفة. يعتمد معامل انكسار الطور، وبالتالي سرعة الطور، على طول الموجة. هذا الاعتماد يسمى التشتت. فهو يؤدي، على وجه الخصوص، إلى تحلل الضوء الأبيض الذي يمر عبر المنشور إلى طيف.

لكن موجة الضوء الحقيقية تتكون من مجموعة من الموجات ذات الترددات المختلفة، مجمعة في فترة طيفية معينة. تسمى هذه المجموعة مجموعة من الموجات أو حزمة موجية أو نبضة ضوئية. تنتشر هذه الموجات عبر الوسط بسرعات طورية مختلفة بسبب التشتت. في هذه الحالة، يتم تمديد الدافع ويتغير شكله. ولذلك، لوصف حركة دفعة، مجموعة من الموجات ككل، يتم تقديم مفهوم سرعة المجموعة. يكون ذلك منطقيًا فقط في حالة الطيف الضيق وفي وسط ذي تشتت ضعيف، عندما يكون الفرق في سرعات الطور للمكونات الفردية صغيرًا. لفهم الوضع بشكل أفضل، يمكننا إعطاء تشبيه واضح.

لنتخيل أن سبعة رياضيين اصطفوا على خط البداية، يرتدون قمصانًا ملونة مختلفة وفقًا لألوان الطيف: الأحمر والبرتقالي والأصفر وما إلى ذلك. عند إشارة مسدس البداية، بدأوا في الجري في نفس الوقت، لكن "الأحمر" "يركض الرياضي بشكل أسرع من "البرتقالي". "البرتقالي" أسرع من "الأصفر" ، وما إلى ذلك ، بحيث يمتد إلى سلسلة يزيد طولها باستمرار. الآن تخيل أننا ننظر إليهم من أعلى من هذا الارتفاع بحيث لا يمكننا التمييز بين المتسابقين الفرديين، ولكن مجرد رؤية بقعة متنافرة. هل يمكن الحديث عن سرعة حركة هذه البقعة ككل؟ من الممكن، ولكن فقط إذا لم يكن الأمر ضبابيًا جدًا، عندما يكون الفرق في سرعات العدائين ذوي الألوان المختلفة صغيرًا. خلاف ذلك، قد تمتد البقعة على طول الطريق بأكمله، وسوف تفقد مسألة سرعتها المعنى. وهذا يتوافق مع التشتت القوي - انتشار كبير للسرعات. إذا كان المتسابقون يرتدون قمصانًا من نفس اللون تقريبًا، مع اختلاف فقط في الظلال (على سبيل المثال، من الأحمر الداكن إلى الأحمر الفاتح)، فإن هذا يصبح متسقًا مع حالة الطيف الضيق. عندها لن تختلف سرعات المتسابقين كثيرًا، ستبقى المجموعة مضغوطة تمامًا عند التحرك ويمكن أن تتميز بقيمة محددة جدًا للسرعة، والتي تسمى سرعة المجموعة.

إحصائيات بوز-آينشتاين.وهذا أحد أنواع ما يسمى بإحصائيات الكم - وهي نظرية تصف حالة الأنظمة التي تحتوي على عدد كبير جدًا من الجسيمات التي تخضع لقوانين ميكانيكا الكم.

تنقسم جميع الجسيمات - سواء الموجودة في الذرة أو الحرة - إلى فئتين. بالنسبة لأحدهم، فإن مبدأ استبعاد باولي صالح، والذي بموجبه لا يمكن أن يكون هناك أكثر من جسيم واحد في كل مستوى طاقة. تسمى جسيمات هذه الفئة بالفرميونات (وهي الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات؛ وتشمل نفس الفئة جسيمات تتكون من عدد فردي من الفرميونات)، ويسمى قانون توزيعها بإحصائيات فيرمي ديراك. تسمى جسيمات فئة أخرى بالبوزونات ولا تخضع لمبدأ باولي: يمكن أن يتراكم عدد غير محدود من البوزونات عند مستوى طاقة واحد. في هذه الحالة نتحدث عن إحصائيات بوز-آينشتاين. تشمل البوزونات الفوتونات، وبعض الجسيمات الأولية قصيرة العمر (على سبيل المثال، باي ميسون)، بالإضافة إلى ذرات تتكون من عدد زوجي من الفرميونات. عند درجات حرارة منخفضة جدًا، تتجمع البوزونات عند أدنى مستوى للطاقة الأساسية؛ ثم يقولون أن تكثيف بوز-آينشتاين يحدث. تفقد الذرات المتكثفة خصائصها الفردية، وتبدأ عدة ملايين منها في التصرف كذرة واحدة، وتندمج وظائفها الموجية، ويتم وصف سلوكها بمعادلة واحدة. وهذا يجعل من الممكن القول أن ذرات المكثفات أصبحت متماسكة، مثل الفوتونات في إشعاع الليزر. استخدم باحثون من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا هذه الخاصية لمكثفات بوز-آينشتاين لإنشاء "ليزر ذري" (انظر العلوم والحياة رقم 10، 1997).

الشفافية الذاتية.وهذا أحد تأثيرات البصريات غير الخطية - بصريات مجالات الضوء القوية. وهو يتألف من حقيقة أن نبضة ضوئية قصيرة جدًا وقوية تمر دون توهين عبر وسط يمتص الإشعاع المستمر أو النبضات الطويلة: ويصبح الوسط المعتم شفافًا بالنسبة له. لوحظت الشفافية المستحثة ذاتيًا في الغازات المتخلخلة مع مدة نبض تتراوح بين 10 -7 - 10 -8 ثانية وفي الوسائط المكثفة - أقل من 10 -11 ثانية. في هذه الحالة، يحدث تأخير في النبض - تنخفض سرعة مجموعته بشكل كبير. تم إثبات هذا التأثير لأول مرة من قبل ماكول وخان في عام 1967 على الياقوت عند درجة حرارة 4 كلفن. وفي عام 1970، تم الحصول على تأخيرات تتوافق مع سرعات النبض بثلاثة أوامر من الحجم (1000 مرة) أقل من سرعة الضوء في الفراغ في الروبيديوم بخار.

ولننتقل الآن إلى تجربة عام 1999 الفريدة. تم تنفيذه بواسطة لين فيستيرجارد هاو، زاكاري داتون، سايروس بيروسي (معهد رولاند) وستيف هاريس (جامعة ستانفورد). وقاموا بتبريد سحابة كثيفة من ذرات الصوديوم ممسوكة مغناطيسيًا حتى عادت إلى الحالة الأرضية، وهو أدنى مستوى للطاقة. في هذه الحالة، تم عزل تلك الذرات فقط التي تم توجيه عزم ثنائي القطب المغناطيسي فيها عكس اتجاه المجال المغناطيسي. بعد ذلك، قام الباحثون بتبريد السحابة إلى أقل من 435 نانو كلفن (نانوكيلفين، أو 0.000000435 كلفن، أي الصفر المطلق تقريبًا).

بعد ذلك، تمت إضاءة المكثف باستخدام "شعاع اقتران" من ضوء الليزر المستقطب خطيًا بتردد يتوافق مع طاقة الإثارة الضعيفة. انتقلت الذرات إلى مستوى طاقة أعلى وتوقفت عن امتصاص الضوء. ونتيجة لذلك، أصبح المكثف شفافًا لإشعاع الليزر التالي. وهنا ظهرت تأثيرات غريبة وغير عادية للغاية. وأظهرت القياسات أنه في ظل ظروف معينة، فإن النبضة التي تمر عبر مكثفات بوز-آينشتاين تواجه تأخيرًا يتوافق مع تباطؤ الضوء بأكثر من سبعة مراتب من حيث الحجم - وهو عامل قدره 20 مليونًا. تباطأت سرعة نبض الضوء إلى 17 م/ث، وانخفض طوله عدة مرات - إلى 43 ميكرومتر.

ويعتقد الباحثون أنه من خلال تجنب تسخين المكثفات بالليزر، سيكونون قادرين على إبطاء الضوء بشكل أكبر - ربما إلى سرعة عدة سنتيمترات في الثانية.

إن النظام الذي يتمتع بمثل هذه الخصائص غير العادية سيجعل من الممكن دراسة الخصائص البصرية الكمومية للمادة، بالإضافة إلى إنشاء أجهزة مختلفة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية في المستقبل، على سبيل المثال، مفاتيح الفوتون الواحد.

كتابة منقوشة
يسأل المعلم: يا أطفال، ما هو أسرع شيء في العالم؟
يقول تانيشكا: أسرع كلمة. لقد قلت للتو أنك لن تعود.
يقول فانيشكا: لا، الضوء هو الأسرع.
بمجرد الضغط على المفتاح، أصبحت الغرفة مضاءة على الفور.
ويعترض فوفوشكا: أسرع شيء في العالم هو الإسهال.
لقد كنت غير صبور ذات مرة لدرجة أنني لم أقل كلمة واحدة
لم يكن لدي الوقت لقول أي شيء أو تشغيل الضوء.

هل سبق لك أن تساءلت عن سبب كون سرعة الضوء قصوى ومحدودة وثابتة في كوننا؟ هذا سؤال مثير للاهتمام للغاية، وعلى الفور، كإفساد، سأكشف عن السر الرهيب للإجابة عليه - لا أحد يعرف السبب بالضبط. يتم أخذ سرعة الضوء، أي. مقبولة عقليالثابت، وعلى هذه الفرضية، وكذلك على فكرة أن جميع الأطر المرجعية بالقصور الذاتي متساوية، بنى ألبرت أينشتاين نظريته النسبية الخاصة، التي ظلت تثير حفيظة العلماء منذ مائة عام، مما سمح لأينشتاين أن يعلق لسانه يخرج إلى العالم دون عقاب ويبتسم في قبره على أبعاد الخنزير الذي زرعه في البشرية جمعاء.

ولكن لماذا، في الواقع، هو ثابت للغاية، والحد الأقصى والنهائي للغاية، لا توجد إجابة، هذه مجرد بديهية، أي. بيان مأخوذ عن الإيمان، تؤكده الملاحظات والفطرة السليمة، ولكن لا يمكن استنتاجه منطقيًا أو رياضيًا من أي مكان. ومن المحتمل جدًا أن هذا ليس صحيحًا، لكن لم يتمكن أحد بعد من دحضه بأي خبرة.

لدي أفكاري الخاصة حول هذا الأمر، وسأتحدث عنها لاحقًا، ولكن الآن، دعونا نجعل الأمر بسيطًا، على أصابعك™سأحاول الإجابة على جزء واحد على الأقل - ماذا تعني سرعة الضوء "ثابتة".

لا، لن أزعجك بتجارب فكرية حول ما يمكن أن يحدث إذا قمت بتشغيل المصابيح الأمامية في صاروخ يطير بسرعة الضوء، وما إلى ذلك، فهذا خارج الموضوع قليلاً الآن.

إذا نظرت إلى كتاب مرجعي أو ويكيبيديا، فإن سرعة الضوء في الفراغ يتم تعريفها على أنها ثابت فيزيائي أساسي بالضبطتساوي 299,792,458 م/ث. حسنًا، هذا يعني تقريبًا أن السرعة ستكون حوالي 300 ألف كيلومتر في الثانية، ولكن إذا صحيح تماما- 299,792,458 مترًا في الثانية.

يبدو من أين تأتي هذه الدقة؟ أي ثابت رياضي أو فيزيائي، أيًا كان، حتى Pi، أو حتى قاعدة اللوغاريتم الطبيعي هأو حتى ثابت الجاذبية G، أو ثابت بلانك ح، تحتوي دائمًا على بعض الأرقام بعد العلامة العشرية. في Pi، حوالي 5 تريليون من هذه المنازل العشرية معروفة حاليًا (على الرغم من أن أول 39 رقمًا فقط لها أي معنى مادي)، ويُعرف ثابت الجاذبية اليوم بـ G ~ 6.67384(80)x10 -11، وثابت بلانك ح~6.62606957(29)x10 -34 .

سرعة الضوء في الفراغ هي سلس 299,792,458 م/ث، لا سنتيمترًا أكثر ولا أقل نانو ثانية. هل تريد أن تعرف من أين تأتي هذه الدقة؟

بدأ كل شيء كالمعتاد مع الإغريق القدماء. والعلم، على هذا النحو، بالمعنى الحديث للكلمة، لم يكن موجودا بينهم. كان يُطلق على فلاسفة اليونان القديمة اسم الفلاسفة لأنهم اخترعوا في البداية بعض الهراء في رؤوسهم، ثم استخدموا الاستنتاجات المنطقية (وأحيانًا التجارب الفيزيائية الحقيقية) وحاولوا إثباتها أو دحضها. ومع ذلك، فإن استخدام القياسات والظواهر الفيزيائية الواقعية اعتبروه دليلاً "من الدرجة الثانية"، ولا يمكن مقارنته بالاستنتاجات المنطقية من الدرجة الأولى التي تم الحصول عليها مباشرة من الرأس.

ويعتبر أول من فكر في وجود سرعة للضوء هو الفيلسوف إمبيدوكليس الذي قال أن الضوء حركة، والحركة يجب أن تكون لها سرعة. وقد اعترض عليه أرسطو، الذي قال إن الضوء هو ببساطة وجود شيء ما في الطبيعة، وهذا كل شيء. ولا شيء يتحرك في أي مكان. ولكن هذا شيء آخر! اعتقد إقليدس وبطليموس بشكل عام أن الضوء ينبعث من أعيننا، ثم يسقط على الأشياء، وبالتالي نراها. باختصار، كان اليونانيون القدماء أغبياء قدر استطاعتهم حتى تم غزوهم من قبل نفس الرومان القدماء.

في العصور الوسطى، استمر معظم العلماء في الاعتقاد بأن سرعة انتشار الضوء كانت لا نهائية، ومن بينهم، على سبيل المثال، ديكارت وكيبلر وفيرمات.

لكن البعض، مثل جاليليو، اعتقد أن للضوء سرعة وبالتالي يمكن قياسه. إن تجربة غاليليو، الذي أضاء المصباح وأعطى الضوء لمساعد يقع على بعد عدة كيلومترات من غاليليو، معروفة على نطاق واسع. بعد أن رأى المساعد الضوء، أضاء المصباح، وحاول غاليليو قياس التأخير بين هذه اللحظات. وبطبيعة الحال، لم ينجح، وفي النهاية اضطر إلى أن يكتب في كتاباته أنه إذا كان للضوء سرعة، فهي عالية للغاية ولا يمكن قياسها بجهد الإنسان، وبالتالي يمكن اعتبارها لا نهائية.

يُنسب أول قياس موثق لسرعة الضوء إلى عالم الفلك الدنماركي أولاف رومر في عام 1676. بحلول هذا العام، كان علماء الفلك، المسلحون بتلسكوبات جاليليو نفسها، يراقبون بنشاط الأقمار الصناعية لكوكب المشتري وحتى يحسبون فترات دورانهم. قرر العلماء أن أقرب قمر لكوكب المشتري، آيو، لديه فترة دوران تبلغ حوالي 42 ساعة. ومع ذلك، لاحظ رومر أنه في بعض الأحيان يظهر آيو من خلف المشتري قبل 11 دقيقة من الموعد المتوقع، وأحيانًا بعد 11 دقيقة. كما اتضح فيما بعد، يظهر آيو مبكرًا في تلك الفترات التي تقترب فيها الأرض، التي تدور حول الشمس، من كوكب المشتري على مسافة لا تقل عن ذلك، وتتأخر بمقدار 11 دقيقة عندما تكون الأرض في المكان المعاكس للمدار، وبالتالي فهي أبعد من ذلك. كوكب المشتري.

وبتقسيم قطر مدار الأرض بغباء (وكان معروفًا بالفعل في تلك الأيام) على 22 دقيقة، حصل رومر على سرعة الضوء 220 ألف كيلومتر في الثانية، مفتقدًا القيمة الحقيقية بحوالي الثلث.

وفي عام 1729، لاحظ الفلكي الإنجليزي جيمس برادلي المنظر(بانحراف طفيف في الموقع) اكتشف النجم إيتامين (جاما دراكونيس) التأثير انحرافات الضوء، أي. تغير في مواقع النجوم الأقرب إلينا في السماء بسبب حركة الأرض حول الشمس.

من تأثير انحراف الضوء، الذي اكتشفه برادلي، يمكن أيضًا استنتاج أن للضوء سرعة انتشار محدودة، وهو ما استغله برادلي، وقدرها بحوالي 301000 كم/ثانية، وهي بالفعل ضمن دقة 1٪ من القيمة المعروفة اليوم.

وأعقب ذلك جميع القياسات التوضيحية التي أجراها علماء آخرون، ولكن بما أنه كان يعتقد أن الضوء موجة، والموجة لا يمكن أن تنتشر من تلقاء نفسها، فلا بد من "إثارة" شيء ما، وهي فكرة وجود " ونشأ "الأثير المضيء"، الذي فشل اكتشافه الفيزيائي الأمريكي ألبرت ميشيلسون فشلا ذريعا. ولم يكتشف أي أثير مضيء، لكنه أوضح في عام 1879 أن سرعة الضوء هي 299,910±50 كم/ث.

وفي نفس الوقت تقريبًا، نشر ماكسويل نظريته في الكهرومغناطيسية، مما يعني أنه أصبح من الممكن ليس فقط قياس سرعة الضوء بشكل مباشر، ولكن أيضًا استخلاصها من قيم النفاذية الكهربائية والمغناطيسية، وهو ما تم من خلال توضيح قيمة النفاذية الكهربائية والمغناطيسية. وصلت سرعة الضوء إلى 299.788 كم/ثانية عام 1907.

وأخيراً أعلن أينشتاين أن سرعة الضوء في الفراغ ثابتة ولا تعتمد على أي شيء على الإطلاق. على العكس من ذلك، كل شيء آخر - إضافة السرعات وإيجاد الأنظمة المرجعية الصحيحة، وتأثيرات تمدد الزمن والتغيرات في المسافات عند التحرك بسرعات عالية والعديد من التأثيرات النسبية الأخرى تعتمد على سرعة الضوء (لأنها مدرجة في جميع الصيغ مثل ثابت). باختصار، كل شيء في العالم نسبي، وسرعة الضوء هي الكمية النسبية لكل الأشياء الأخرى في عالمنا. هنا، ربما ينبغي لنا أن نعطي راحة اليد للورنتس، ولكن دعونا لا نكون تجاريين، أينشتاين هو أينشتاين.

استمر التحديد الدقيق لقيمة هذا الثابت طوال القرن العشرين، ومع كل عقد اكتشف العلماء المزيد والمزيد الأرقام بعد العلامة العشريةبسرعة الضوء، حتى بدأت الشكوك الغامضة تنشأ في رؤوسهم.

بعد تحديد عدد الأمتار التي يقطعها الضوء في الفراغ في الثانية بشكل أكثر دقة، بدأ العلماء يتساءلون ما الذي نقيسه بالأمتار؟ بعد كل شيء، في النهاية، المتر هو مجرد طول بعض عصا البلاتين والإيريديوم التي نسيها شخص ما في بعض المتاحف بالقرب من باريس!

وفي البداية بدت فكرة إدخال العداد القياسي رائعة. من أجل عدم المعاناة من الياردات والأقدام وغيرها من القوام المائلة، قرر الفرنسيون في عام 1791 أن يتخذوا مقياسًا قياسيًا بطول عشرة ملايين من المسافة من القطب الشمالي إلى خط الاستواء على طول خط الطول الذي يمر عبر باريس. لقد قاموا بقياس هذه المسافة بالدقة المتاحة في ذلك الوقت، وصبوا عصا من سبيكة البلاتين إيريديوم (على وجه التحديد، النحاس الأول، ثم البلاتين، ثم البلاتين إيريديوم) ووضعوها في غرفة الأوزان والمقاييس الباريسية هذه عينة. كلما ذهبنا أبعد، كلما اتضح أن سطح الأرض يتغير، والقارات تتشوه، وخطوط الطول تتغير، وقد نسوا بمقدار جزء من عشرة ملايين، وبدأوا في حساب طول العصا بمقدار متر الموجود في التابوت البلوري لـ "الضريح" الباريسي.

مثل هذه الوثنية لا تناسب عالمًا حقيقيًا، فهذه ليست الساحة الحمراء (!) ، وفي عام 1960 تقرر تبسيط مفهوم المتر إلى تعريف واضح تمامًا - المتر يساوي تمامًا 1650763.73 طولًا موجيًا منبعثًا من انتقال الإلكترونات بين مستويات الطاقة 2p10 و5d5 للنظير غير المثار لعنصر الكريبتون-86 في الفراغ. حسنا، كم أكثر وضوحا؟

استمر هذا لمدة 23 عامًا، بينما تم قياس سرعة الضوء في الفراغ بدقة متزايدة، حتى عام 1983، أخيرًا، حتى أكثر التراجعيين عنادًا أدركوا أن سرعة الضوء هي الثابت الأكثر دقة والمثالية، وليس نوعًا ما من نظائر الكريبتون. وتقرر قلب كل شيء رأسًا على عقب (بتعبير أدق، إذا فكرت في الأمر، تقرر قلب كل شيء رأسًا على عقب)، والآن سرعة الضوء معهو ثابت حقيقي، والمتر هو المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في (1/299,792,458) ثانية.

ويستمر توضيح القيمة الحقيقية لسرعة الضوء حتى اليوم، ولكن المثير للاهتمام هو أنه مع كل تجربة جديدة، لا يوضح العلماء سرعة الضوء، بل يوضحون الطول الحقيقي للمتر. وكلما زادت دقة تحديد سرعة الضوء في العقود القادمة، كلما أصبح المقياس الذي سنحصل عليه أكثر دقة في النهاية.

وليس العكس.

حسنًا، فلنعد الآن إلى أغنامنا. لماذا تكون سرعة الضوء في فراغ كوننا قصوى ومحدودة وثابتة؟ هذه هي الطريقة التي أفهمها.

يعلم الجميع أن سرعة الصوت في المعدن، وفي أي جسم صلب تقريبًا، أعلى بكثير من سرعة الصوت في الهواء. من السهل جدًا التحقق من ذلك؛ فقط ضع أذنك على السكة، وسوف تكون قادرًا على سماع أصوات قطار يقترب في وقت أبكر بكثير من سماعه في الهواء. لماذا هذا؟ من الواضح أن الصوت هو نفسه بشكل أساسي، وتعتمد سرعة انتشاره على الوسط، وعلى تكوين الجزيئات التي يتكون منها هذا الوسط، وعلى كثافته، وعلى معلمات شبكته البلورية - باختصار، على الحالة الحالية للوسط الذي ينتقل الصوت من خلاله.

وعلى الرغم من التخلي عن فكرة الأثير المضيء منذ فترة طويلة، فإن الفراغ الذي تنتشر من خلاله الموجات الكهرومغناطيسية ليس شيئًا مطلقًا، مهما بدا فارغًا بالنسبة لنا.

أفهم أن هذا التشبيه بعيد المنال إلى حد ما، لكن هذا صحيح على أصابعك™نفس! على وجه التحديد كقياس يسهل الوصول إليه، وليس بأي حال من الأحوال انتقالًا مباشرًا من مجموعة واحدة من القوانين الفيزيائية إلى مجموعة أخرى، أطلب منك فقط أن تتخيل أن سرعة انتشار الاهتزازات الكهرومغناطيسية (وبشكل عام، أي شيء، بما في ذلك الجلونات والجاذبية)، تمامًا كما يتم "خياطة" سرعة الصوت في الفولاذ في السكة. من هنا نرقص.

محدث: بالمناسبة، أدعو "القراء الذين لديهم علامة النجمة" إلى تخيل ما إذا كانت سرعة الضوء تظل ثابتة في "الفراغ الصعب". على سبيل المثال، يُعتقد أنه عند طاقات تتراوح درجة حرارتها بين 10 و30 كلفن، يتوقف الفراغ عن الغليان ببساطة مع الجسيمات الافتراضية، ويبدأ في "الغليان"، أي. يتفكك نسيج الفضاء، وتتشوه كميات بلانك وتفقد معناها المادي، وما إلى ذلك. هل ستظل سرعة الضوء في مثل هذا الفراغ مساوية لـ جأم أن هذا سيكون بداية لنظرية جديدة عن "الفراغ النسبي" مع تصحيحات مثل معاملات لورنتز عند السرعات القصوى؟ لا أعلم، لا أعلم، الزمن سيخبرنا..