اَبا اِباد

جمع برداری سرعت‌ها در سرعت نور

جمع برداری سرعت‌ها در سرعت نور

تصور کنید که شما‌ فیزیکدانی هستید که در سال ۱۸۸۷ زندگی می‌کنید.

ماکسول به تازگی معادلات الکترومغناطیس را ارائه داده و وجود امواج الکترومغناطیس را پیش‌بینی کرده است. همین طور ماکسول با توجه به شباهت‌های نور و امواج الکترومغناطیس، ادعا می‌کند که نور یک‌ موج الکترومغناطیس است. اما کسی توجیه دقیقی برای این ندارد که این امواج الکترومغناطیس چطور‌ در خلا حرکت می‌کنند.

خب مثلا ما صوت را دیدیم که با ارتعاش مولکول‌های هوا پخش می شود. موج آب را دیدیم که با ارتعاش مولکلو‌ل‌های آب منتشر می شود.

پس موج الکترومغناطیس به چه صورت منتشر می شود؟

در این زمان تنها ایده‌ای که وجود دارد این است که فضای جهان توسط ماده‌ای به نام اتر پر شده که ما هنوز نتوانستیم کاملا آن را بشناسیم. امواج الکترومغناطیس مثل نور با ارتعاش اتر منتشر می شود. حالا میخواهیم حرکت امواج الکترومغناطیس مثل نور را درون اتر بررسی کنیم.

به عنوان مثال جمع برداری سرعت‌ها را روی نور بررسی کنیم. اما سرعت نور حدود ۲۹۸۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه اندازه‌گیری شده است. هنوز فضاپیمایی ساخته نشده که ما از زمین دور شویم و تنها آزمایشگاهی که در اختیار داریم زمین است. بزرگترین دایره‌ای که زمین را در برمیگیرد فقط ۴۰۰۰۰ کیلومتر است. یعنی یک پرتو نور در یک ثانیه ۷ بار این فاصله را طی می‌کند. حتی با این وجود، پرتو نوری که ما ایجاد می‌کنیم درون اتر جابجا می شود و ما اگر موازی با سطح زمین پرتو نور را بتابانیم، یک جایی از اتمسفر زمین خارج می شود و مثل یک هواپیما دور زمین نمی‌چرخد.

پس شما چطور می خواهید جمع برداری را روی سرعت نور امتحان کنید و ببینید که اگر سوار سریع ترین قطار شوید که ۱۳۰ کیلومتر در ساعت سرعت دارد (هواپیما ۱۵ سال بعد توسط برادران رایت اختراع می شود و نمی توانید آزمایش را با هواپیما انجام بدهید) و ببینید که آیا سرعت نور چراغ قوه‌ی شما به ۲۹۸۰۰۰/۰۴ کیلومتر بر ثانیه میرسد یا خیر؟

در پست بعدی می‌بینیم که مایکلسون و مورلی چطور توانستند روشی ابداع کنند که تغییر سرعت نور را اندازه‌گیری کنند، آزمایشی که می شود گفت یکی از مهم‌ترین آزمایشات تاریخ علم فیزیک به حساب می آید.

پی‌نوشت: تمام اطلاعات فوق مطابق با دانشی است که یک فیزیکدان در سال ۱۸۸۰ از جهان اطرافش دارد و بعضی از این اطلاعات تا به امروز تغییر کرده است.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *