لماذا لا يمكن لأي شيء أن يكون أسرع من سرعة الضوء؟

إدعى آينشتاين مرة إن سرعة الضوء الحد الأقصى لسرعة الكون. وإدعى أن السفر بسرعة أكبر من سرعة الضوء من شأنه أن ينتهك مبدأ السببية، بالنسبة للشخص العادي

لماذا لا يمكن لأي شيء أن يكون أسرع من سرعة الضوء ؟

• إدعى آينشتاين مرة إن سرعة الضوء "الحد الأقصى لسرعة الكون". وإدعى أن السفر بسرعة أكبر من سرعة الضوء من شأنه أن ينتهك مبدأ السببية، بالنسبة للشخص العادي، وهذا يعني السبب والنتيجة، مثال على ذلك سيكون أسرع من ضرب الرصاصة لـ الهدف قبل أن يتم سحبها او حتى سحب الزناد.

السرعة التي تكون أسرع من سرعة الضوء أو تتجاوزها من شأنها أيضاً أن تنتهك بعض ظروف الطاقة الأساسية، ويمكن أن تسمح حتى للسفر عبر الزمن .

فلماذا لا يمكن لأي شيء أن يسافر أسرع من سرعة الضوء؟

قبل أن نتمكن من الغوص في ذلك، علينا أن نعرف ما هي سرعة الضوء في الواقع، ما يعنيه، وإزالة بعض المفاهيم الخاطئة الشائعة بشأن هذا "الحد الأقصى للسرعة العلمية".

سرعة الضوء، أو "سرعة الفوتون" في فراغ شبه مثالي هو بالضبط 186,282 ميل في الثانية الواحدة، ونحن نرى فوتونات "خفيفة" يسافرون بهذه السرعة لأنهم بلا كتلة، أو ليس لديهم "وزن" "ولكن لديهم طاقة حركية، أكثر من ذلك قليلاً".

كل جسيم في عالمنا "بما في ذلك الفوتونات" يتحرك أو "يسبح" من خلال ما يسميه العلماء "حقل هيغز"، ونتيجة لهذا التفاعل، تكتسب الجسيمات كتلتها، تتفاعل الجزيئات المختلفة مع حقل هيغز مع نقاط قوة مختلفة، وهذا هو السبب في أن بعض الجسيمات تصبح أثقل "لديها كتلة أكبر" من غيرها، الفوتونات تتحرك من خلال حقل هيغز، ولكن لا تتفاعل على الإطلاق مع حقل هيغز، لهذا السبب ليس لديها كتلة.

ماذا يعني ذلك ؟
إننا قُلنا أن الفوتونات لا تتفاعل مع حقل هيغز، فهذا يعني أنها ليست ملزمة بأي حد لسرعة، إنهم أحرار في التحرك في أسرع سرعة ممكنة خاصة بهم "سرعة خفيفة" ، لكن لماذا ليست سرعة الضوء أبطأ أو أسرع من 186,282 ميل في الثانية؟ هذا لأن السرعة الدقيقة هي ثابت أساسي لكوننا.

يتساءل البعض لماذا الضوء لا يسافر في سرعة مختلفة؟ هو تماماً مثل الذي يسأل لماذا لا يتم عكس الجاذبية أو ما سيكون عليه لو كان الكون لديه فقط 2 أبعاد مكانية بدلاً من 3 "4 إذا كنت تشمل الوقت"، هذه الثوابت، جنباً إلى جنب مع سرعة الضوء، وضعت في مكان واحد وهو عندما تم إنشاء الكون لدينا في لحظة الأنفجار الكبير.

الحد الأقصى للسرعة العلمية

الجسيمات التي لديها كتلة تتطلب أيضاً الطاقة لتسريعهم، وكلما تقترب من سرعة الضوء تحصل على جسيمات، المطلوب مزيد من الطاقة للسفر بشكل أسرع، وذلك لأن الجسيمات نفسها تحصل على مزيد من الضخامة في نسبةً لزياة سرعتها، بإختصار، تسافر أسرع، تُصبح ثقيلاً أكثر.

وبفضل هذه الحقيقة نعرف أنك إذا كنت ترغب في تسريع إلكترون واحد إلى "سرعة الضوء"، سوف تحتاج إلى كمية من الطاقة اللانهائية ، بسبب الإلكترون سوف تصبح الطاقة ثقيلة بلا حدود ، وللاسف لا توجد طاقة كافية في الكون بأكمله لدفع إلكترون واحد فقط إلى سرعة الضوء !

- من وجهة نظر الفوتون

إحدى الطرق التي استخدمها أينشتاين للمساعدة في صياغة نظريته النسبية الخاصة كانت تصور ما سيبدو عليه الكون من منظور الفوتون، رأى أينشتاين إن الحياة كڤوتون ستكون غريبة جداً، على سبيل المثال، إذا كنت فوتون، فإن الوقت او الزمن لن يكون له أي معنى بالنسبة لك ! يبدو أن كل شيء يحدث على الفور تماماً .

تخيل للحظة أنك كنت الفوتون الصغير السعيد الذي تمّ إنشاؤه من قبل نجم في مجرة ​​أخرى حوالي 4 مليارات سنة ضوئية بعيداً كمّ سيبدو الأمر رائعً، من وجهة نظري هنا على الأرض، قد أستغرقت بالضبط 4 مليارات سنة للسفر من ذلك النجم حتى وصلت إلى شبكية العين.
وذلك لأن الوقت يتباطأ بالنسبة لك كلما تقترب من سرعة الضوء، وعلى ذلك، فإنه يتوقف تماماً، هذا هو أيضاً سبب آخر أن لا شيء يمكن أن يسافر أسرع من الضوء، سيكون مثل إبطاء السيارة إلى أن تتوقف ، ثم محاولة للذهاب أبطأ من التوقف تماماً.

ينبغي للمرء أن يفكر في سرعة الضوء بأسم "سرعة لا نهائية". وهناك اعتقاد خاطئ شائع هو التفكير في سرعة الضوء هو تماماً مثل أي سرعة أخرى محدودة ، سرعة الضوء هي محدودة فقط من وجهة نظر المراقب الخارجي: من وجهة نظر الفوتون، إنها لا نهائية، إذا قمت بنقل ضبط سرعة الضوء يمكن أن تذهب إلى أي مكان، بغض النظر عن المدى.

- هل يمكن تباطؤ سرعة الضوء؟
هناك مثال عالمي واحد على الأقل من سوبيرلومينال إن " السفر أسرع من الضوء" عن طريق الغش قليلاً، يحدث هذا عندما يمر الضوء من خلال الماء.

تذكر إن لا شيء يمكن أن يذهب أسرع من 186,282 ميل في الثانية الواحدة ، ولكن الفوتونات التي تسافر عادة بهذه السرعة يمكن أن تبطئ، ويمكن رؤية مثال على ذلك في الماء حيث يتم تباطؤ الضوء إلى 3/4 من السرعة العادية.

في المفاعلات النووية، تنبعث الجسيمات المشحونة من قضبان مشعة من خلال المياه التي تغمر فيها تتجاوز هذه السرعة المخفضة.

لأن الجسيمات تحتوي على شحنة كهربائية، فإنها تنبعث منها طاقة تسمى "الإشعاع تشيرنكوف"، أي إن الجزيئات تصبح عثرة مشعة، وإعطاء الماء للنتجية غريب، يتوهج أزرقاً غامقاً.

إذاً فما هي سرعة الجاذبية؟

إنها مسألة مثيرة للأهتمام، أن الكثير من الناس قد لا يفكرون، هل الجاذبية أيضاً لديها سرعة وإذا كان الأمر كذلك، ما هي؟

الجاذبية في الواقع لديها سرعة، سرعة الجاذبية من الناحية الفنية نفس سرعة الضوء، والسبب في هذه السرعة هو نفس السبب الذي يجعل الضوء يسير بسرعة، إنها ببساطة خاصية أساسية من الزمكان نفسه، إذا كانت الشمس سوف تختفي هذه اللحظة، فإن الأرض ستواصل مدارها لمدة 8 دقائق "الوقت الذي يستغرقه الضوء للوصول إلى الأرض من الشمس" قبل المدار سوف يزعجها غياب الشمس.

لذلك بإختصار، لا شيء يمكن أن يسافر أسرع من الضوء لأن سرعة الضوء يمكن أن ينظر إليها على أنها " سرعة لا نهائية "

إعداد وترجمة : Christopher Hitchens
تصميم : عبدالله نائل
#العراقي_العلمي