هل سرعة الضوء ثابتة؟

معلومات وتساؤلات في علم الفيزياء من أحدها أنه من الثابت فيزيائياً معرفتنا عن سرعة الضوء، لكن لماذا لا يزيد عن تلك السرعة مهما حدث ؟

من الثابت فيزيائيا أن اقصى سرعةٍ للضوء هي c= 300000 km/s . لكن، لماذا لا يزيد عن تلك السرعة مهما حدث ؟

يجب ان تتذكر أنّ السرعة هي معدل تغيير الموضع x بالنسبة للزمن t , و هنا تجد علاقة عكسية بين الزمن t و السرعة v فلكما زادت السرعة آل الزمن إلى الصفر تدريجيا ( يتناقص/يتباطئ) حسب هذه العلاقة V=dX/dt صحيح ؟
★ الاجابة؛ ليس الأمر كذلك تماما ★

كانت تلك لتكون إجابة طفل صغير لآخر لا يعي الفيزياء جيدا. فنحن هنا نتعامل مع سرعتين V و c و كذلك زمنين أي مع معلمين. فأيضا من الثابت بالفيزياء حسب قانون تجميع السرعات أنه 'تضاف سرعة المحرّك الى المتحَرك عليه'، مثال؛ كرة سرعتها خمسة متر بالثانية تتدحرج على أرضية، بينما كرة اخرى مماثلة بالأبعاد و الشروط للكرة السابقة ( v'= 5 m/s) تتدحرج على بساط متحركٍ هذه المرة سرعته ثلاثة متر بالثانية. فإن سرعة الكرية 2 هي [ V=5+3=8 m/s ]، نسلط ضوءا نابعا من كلتا الكرتين الأولى و الثانية، إلا أن سرعة الضوء تبقى ثابتة عند اقصى سرعة له ولا تضاف سرعة الكرتين على حدى له, و إن وضعنا الضوء على حامل (كرية آخرى ) متحرك بسرعة الضوء نفسه فالسرعة لن تتجاوز c ! فما السبب ؟
السبب كان محيِّرً لاينشتاين، مادفعه إلى خرق التفكير البشري العادي محاولةً منه دحض تلك المفارقة، وجد أن #الزمن #يتمدد كلما إقتربنا من سرعة الضوء.
قد يبدو الامر غريب، الا انه تُأُكد منه تجربيا في تجربة -rubidium clock- , و نظريا تماما كما افترض اينشاتين و بنفس زمن التمدد المستخدم بالمعادلة التي سنّها هو ؛
t=t°/√[1-v^2/C^2]
يبقى السؤال مطروحا ما الفرق بين تباطئ الزمن و تمدده؟، تمدد الزمن يعني اننا ندخل في أبعاد مجردة من الزمن تماما. بينما تباطئه يعني اننا نستطيع الرجوع بالزمن الى الوراء ( الماضي ) و هذا مستحيل لأنه يخرق كل منطق معادلات الفيزياء و الرياضيات و حتى العقل.
آخر سؤال. ما علاقةتمدد الزمن مع الكتلة m و المعادلة الشهيرة E=mc², و لماذا لا يستطيع بشريٌ او آلة السفر بسرعة الضوء ؟

الاجابة من الميكانيك النيوتونية قبل الميكانيك النسبية لانشتاين، فسرعة اي جسم كتلته m تزداد بدون حدود، اذا ما عجّل بواسطة قوة F طالما استمر تأثير القوة عليه، وفق المعادلة؛
V(t)=V(0)+at=V(0)+F/M×t
حيث (V(t هي سرعة الجسم عند لحظة معينة t, و واضح أن سرعته هذه تؤول الى مالانهاية بعد زمن لا نهائي (الزمن الذي يؤول عند بلوغ سرعة الضوء 'نظريا')، هنا ظهر قصور آخر، فالبفرض الاساسي للميكانيك النسبية أن اقضى السرعات هي سرعة الضوء. وُجِب لدحض هذا القصور اعتبار صيغة جديدة لكتلة جسم تتغير بسرعته،وفقا للمعادلة: °m=B×m حيث °m هي كتلة الجسم عندما يكون ساكنا بالنسبة لراصد، m هي كتلته عندما يتحرك بسرعة V بالنسبة للراصد، و بيتا (B) هي النسبة بينهما, اي ان الكتلة الظاهرية للجسم تكون;
m=m°/√[1-v^2/c^2]

- نقرّب المفاهيم الآن، لاحظت في السباقات ان السيارات المشاركة جميعها تملك اجنحة حتى على اطرافها، و السبب هو السيطرة عليها اكيد, الا انه فيزيائيا كتلتها تتزايد بإطراد مع تزايد سرعتها، وكذلك انت الراكب فيها، فأنت تملك نفس سرعتها حسب قانون تجميع السرعات السابق الذكر، و من المعادلات السابقة اجمع، يُلاحظ أنه كلما زادت سرعة الجسم V دُنُواً من سرعة الضوء C, تزداد كتلته زايدة كبيرة، و تقترب كتلته من ما لانهاية عندما تقارب الV سرعةَ الضوء c.
و يدهى أن الكتلة اللانهاية تحتاج قوة لانهائية لتعجيلها، وطالما القوة اللانهائية غير موجودة 'عملّياً' في الطبيعة، فلن يُستطاع ابدا تعجيل سرعة جسيم يملك كتلة لتساوي سرعة الضوء.
استنتاجا و تعميما من هذا "نحن لن نملك سرعة الضوء ابدا .. لأننا نملك كتلة", ليس في كوننا على ايِّ حال.

— Բﾑ Է乇ん ©

#الفيزياء_العملية