علميا... كم تبلغ سرعة الضوء؟

علميا... كم تبلغ سرعة الضوء؟
TT

علميا... كم تبلغ سرعة الضوء؟

علميا... كم تبلغ سرعة الضوء؟

الكون له حدود للسرعة هي «سرعة الضوء». فلا شيء يمكن أن يسافر أسرع من الضوء ولا حتى أفضل مركباتنا الفضائية، وفقًا لقوانين الفيزياء. فما هي سرعة الضوء؟

يتحرك الضوء بسرعة لا تصدق تقدر بـ 186000 ميل في الثانية (300000 كيلومتر في الثانية)، أي ما يعادل 700 مليون ميل في الساعة (أكثر من 1 مليار كم / ساعة). وهذا سريع بما يكفي للإبحار حول العالم 7.5 مرة في ثانية واحدة، بينما تستغرق طائرة الركاب النموذجية أكثر من يومين للتنقل مرة واحدة (وهذا لا يشمل التوقف للتزود بالوقود)، وذلك وفق تقرير جديد نشره «لايف ساينس» العلمي المتخصص.

فالضوء يتحرك بسرعة كبيرة لدرجة أننا اعتقدنا خلال معظم تاريخ البشرية أنه ينتقل على الفور.

وفي وقت مبكر من أواخر القرن السابع عشر، كان العالم أولي رومر قادرًا على قياس سرعة الضوء (يشار إليها عادةً باسم c) باستخدام ملاحظات أقمار المشتري، وفقًا لـ«بريتانيكا».

وفي مطلع القرن التاسع عشر، ابتكر الفيزيائي جيمس كليرك ماكسويل نظرياته عن الكهرومغناطيسية. وقال ان الضوء يتكون بحد ذاته من مجالات كهربائية ومغناطيسية، لذلك يمكن للكهرومغناطيسية أن تصف سلوك وحركة الضوء؛ بما في ذلك سرعته النظرية. فكانت هذه القيمة 299.788 كيلومترًا في الثانية، مع هامش خطأ زائد أو ناقص 30.

وفي السبعينيات، استخدم الفيزيائيون الليزر لقياس سرعة الضوء بدقة أكبر بكثير ، وترك خطأ 0.001 فقط.

أما في الوقت الحاضر، فتُستخدم سرعة الضوء لتحديد وحدات الطول، لذلك تكون قيمتها ثابتة؛ حيث اتفق البشر بشكل أساسي على أن سرعة الضوء هي 299،792.458 كيلومترًا في الثانية بالضبط.

ومع ذلك، لا يجب أن يكون الضوء دائمًا بهذه السرعة، اعتمادًا على ما يسافر عبره (الهواء أو الماء وغيرهما)؛ حيث تُقاس السرعة الرسمية للضوء كما لو كان يسافر في فراغ أو مساحة خالية من الهواء أو أي شيء يعترض طريقه.

إلّا ان من المثير للاهتمام أن سرعة الضوء لا تتناسب مع المسافات الشاسعة في الفضاء، والتي هي بحد ذاتها فراغ. فيستغرق ضوء الشمس 8 دقائق للوصول إلى الأرض، وسنتين من أقرب النجوم الأخرى للوصول إلى كوكبنا. هذا هو السبب في أن علماء الفلك يستخدمون وحدة السنوات الضوئية (المسافة التي يمكن للضوء أن يقطعها في عام واحد) لقياس مسافات شاسعة في الفضاء. وبسبب هذا الحد الأقصى للسرعة العالمية، فإن التلسكوبات هي في الأساس آلات زمنية.


مقالات ذات صلة

أول كشف لعينات التربة والصخور من المريخ

يوميات الشرق مسبار «بيرسيفيرانس» يحمل أدوات علمية متطورة يمكن التحكم بها من الأرض (جامعة نيفادا لاس فيغاس)

أول كشف لعينات التربة والصخور من المريخ

نجح فريق من الباحثين، بقيادة جامعة نيفادا لاس فيغاس الأميركية، في توثيق وتحليل أولى عينات التربة والصخور التي جُمعت من سطح المريخ.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
أوروبا يوري بوريسوف حينها المدير العام لشركة الفضاء الروسية الحكومية «روسكوزموس» في 23 مارس 2024... أعلن الكرملين الخميس إقالته من منصبه (رويترز)

بعد سلسلة نكسات... بوتين يقيل رئيس وكالة الفضاء الروسية

أعلن الكرملين أن الرئيس الروسي فلاديمير بوتين أقال رئيس وكالة الفضاء الروسية (روسكوزموس)، الخميس، مشيراً إلى الحاجة إلى «تطوير» الوكالة بعد سنوات من النكسات.

«الشرق الأوسط» (موسكو)
يوميات الشرق شراكة لتعزيز القدرات (بلو أبيس)

«ناسا» تتأهَّب لبناء أعمق حوض سباحة في العالم

قدَّمت مؤسّسة «بلو أبيس» البحثية طلباً للحصول على إذن تخطيط لبناء حوض سباحة على مساحة 10 أفدنة (4 هكتارات) في منطقة إيروهاب إنتربرايز بمطار كورنوال، نيوكواي.

«الشرق الأوسط» (كورنوال (إنجلترا))
علوم نموذج لتصميم كروي لمحطة فضاء جديدة

محطة فضاء دولية جديدة بتصاميم مطورة

بلاطات ممغنطة محوسبة تجمع عناصرها ذاتياً في المدار.

يوميات الشرق العلماء رصدوا صخرة فضائية يتراوح عرضها بين 40 و100 متر في يوم عيد الميلاد بواسطة تلسكوب في تشيلي (رويترز)

بعرض ملعب كرة قدم... اكتشاف كويكب جديد قد يصطدم بالأرض

حذّر علماء الفلك من أن كويكباً بعرض ملعب كرة قدم كامل الحجم قد يصطدم بالأرض في غضون 7 سنوات.

«الشرق الأوسط» (باريس)

علماء يتوقعون دمارا كبيرا إذا اصطدم الكويكب بينو بالأرض

الجسم الصخري بينو حسب صورة جمعتها مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (رويترز)
الجسم الصخري بينو حسب صورة جمعتها مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (رويترز)
TT

علماء يتوقعون دمارا كبيرا إذا اصطدم الكويكب بينو بالأرض

الجسم الصخري بينو حسب صورة جمعتها مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (رويترز)
الجسم الصخري بينو حسب صورة جمعتها مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (رويترز)

يُصنف الجسم الصخري المسمى بينو على أنه كويكب قريب من الأرض وهو حاليا على أقرب مسافة من الأرض والتي يصل إليها كل ست سنوات، إذ يوجد على بعد 299 ألف كيلومتر منها.

وقد يقترب الكويكب أكثر في المستقبل، ويقدر العلماء أن احتمال اصطدامه بالأرض في سبتمبر (أيلول) 2182 يبلغ واحدا إلى 2700. فماذا سيحدث إذا اصطدم بينو بكوكبنا؟ حسنا، لن يكون الأمر جميلا، وفقا لبحث جديد اعتمد على محاكاة حاسوبية لاصطدام كويكب يبلغ قطره نحو 500 متر مثل بينو.

وبالإضافة إلى الدمار الفوري، قدرت الدراسة أن مثل هذا التأثير قد يتسبب فيما بين 100 و400 مليون طن من الغبار في الغلاف الجوي، ما سيتسبب في اضطرابات في المناخ وكيمياء الغلاف الجوي والتمثيل الضوئي للنباتات في العالم تستمر من ثلاث إلى أربع سنوات.

وقالت لان داي الباحثة في مركز «آي.بي.إس» لفيزياء المناخ بجامعة بوسان الوطنية في كوريا الجنوبية وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة التي نشرت هذا الأسبوع في مجلة ساينس أدفانسز «التعتيم على الشمس الناجم عن الغبار قد يتسبب في ’تأثير شتاء’ عالمي مفاجئ يشهد انخفاض ضوء الشمس وبرودة درجات الحرارة». وفي أسوأ الاحتمالات، وجد الباحثون أن متوسط درجة حرارة سطح الأرض سينخفض بنحو أربع درجات مئوية، وسيتراجع متوسط هطول الأمطار 15 بالمئة، وسيتقلص التمثيل الضوئي للنباتات ما بين 20 و30 بالمئة، وستقل طبقة الأوزون التي تحمي الكوكب من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية الضارة بنحو 32 بالمئة.

وقال الباحثون إن اصطدام جسم بحجم بينو، وهو كويكب متوسط الحجم، بسطح الأرض قد يولد موجة صدمة قوية وزلازل وحرائق غابات وإشعاعات حرارية، ويترك حفرة واسعة، ويقذف بكميات هائلة من الحطام إلى الأعلى. وقالت داي ومؤلف رئيسي آخر للدراسة هو أكسل تيمرمان المتخصص في فيزياء المناخ ومدير مركز «آي.بي.إس» لفيزياء المناخ إن كميات كبيرة من الهباء الجوي والغازات ستصل إلى الغلاف الجوي العلوي، مما يسبب تأثيرات تستمر لسنوات على المناخ والنظم البيئية. وأضافا أن الظروف المناخية غير المواتية قد تمنع نمو النباتات على الأرض وفي البحار.

وقد يتسبب اصطدام كويكب بهذا الحجم في خسائر بشرية هائلة، لكن إحصاء هذا العدد كان خارج نطاق الدراسة. وقالت داي إن عدد القتلى المحتمل «يعتمد أساسا على موضع اصطدام الكويكب». ويعرف العلماء الكثير عن بينو، وهو خليط غير متماسك من المواد الصخرية وليس جسما صلبا. ويمثل بقايا صخرية لجسم سماوي أكبر تشكل في مرحلة قريبة من فجر النظام الشمسي قبل نحو 4.5 مليار سنة. وجمعت مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (ناسا) في رحلة إلى بينو عام 2020 عينات من الصخور والغبار للتحليل.

وقال تيمرمان «احتمال اصطدام كويكب بحجم بينو بالأرض ضئيل جدا يبلغ 0.037 بالمئة. ورغم صغر حجمه، فسيكون التأثير المحتمل خطيرا جدا، ومن المرجح أن يؤدي إلى انعدام هائل في الأمن الغذائي على الأجل الطويل على كوكبنا».