سرعت نور در فواصل دور خسته کننده و کند به نظر می رسد

دانشمندان ناسا با تهیه تعدادی انیمیشن قصد دارند نشان دهند که سرعت نور تنها برای فواصل نزدیک به نظر خارق العاده می آید و در فواصل دور نور نه تنها سریع به نظر نمی آید بلکه به شکل زجرآوری خسته کننده و کند است.

نور دارای بالاترین سرعت در میان مواد مختلف است و می تواند با سرعت شگفت انگیزی در کیهان سفر کند. اما وقتی پای فواصل طولانی و یا بیناستاره ای به میان می آید به نظر می رسد سرعت نور نه تنها زیاد نیست بلکه بسیار کند و زجر آور است.

سرعت نور در خلاء در حدود ۲۹۹ هزار و ۷۹۲ کیلومتر بر ثانیه است. به زبان دیگر فوتون های نوری قادرند در هر ساعت ۱.۰۷۹ میلیارد کیلومتر طی طریق کنند. سرعت نور در این حد برای انسان غیر قابل باور است.

اما در مواردی همین سرعت نور فوق سریع می تواند زجر آور باشد. تصور کنید قصد دارید با یک سیاره دیگر در ارتباط باشید و فاصله شما با آن سیاره بسیار دور است. در اینجاست که متوجه می شود سرعت نور چقدر به نظر پایین می رسد.

ناسا اخیرا با معرفی چند انیمیشن می خواهد نشان دهد که سرعت نور یک متغیر وابسته به فاصله است و هر قدر فواصل طولانی تر باشد به  نظر می رسد سرعت نور کم و خسته کننده باشد.

اودانگو انیماتوری است که با ناسا در این زمینه همکاری می کند. وی سابقه تهیه انیمیشن محو شدن حلقه های زحل را در کارنامه خود دارد. او در ادامه بیشتر به کارش علاقمند شد و سعی کرد مفاهیم کیهانی بیشتری را به زبان انیمیشن درآورد. انیمیشن های او مورد استقبال قرار گرفت و همین امر باعث شد تا او جدی تر به این مقوله نگاه کند. این انیماتور با ارائه سه انیمیشن جدید می خواهد نشان دهد که چگونه سرعت نور در مواردی می تواند به نظر بسیار کند بیاید.

سرعت نور نسبت به حرکت زمین

سرعت نور در فاصله زمین و ماه

سرعت نور در سفر به مریخ و ماه  

نور در هر ثانیه قادر است هفت بار بر دور خط استوای زمین بچرخد و به نظر می رسد برای ما زمینی های این سرعت خارق العاده باشد. اما دومین انیمیشن اودانگو اختصاص به سنجش نوری دارد که بین زمین و ماه سفر می کند. در واقع بین زمین و قمر آن در حدود ۳۸۴ هزار و ۴۰۰ کیلومتر فاصله وجود دارد و لذا تمام نوری که ما به عنوان مهتاب دریافت می کنیم ۱.۲۵۵ ثانیه عمر دارند. توجه داشته باشید که سفر نور از ماه به زمین ۲.۵۱ ثانیه طول خواهد کشید.

سومین انیمیشن به چالش دانشمندان ناسا در پروژه های مریخی می پردازد. تصور کنید ناسا قصد داشته باشد با فرودگر اینسایت بر روی مریخ ارتباط بگیرد و یا اطلاعات آن را دانلود کند. دانشمندان ناسا نمی توانند ریموت کنترل اینسایت را در دست بگیرند و به سرعت کار دانلود و یا کنترل فرودگر را در اختیار داشته باشند. آنها باید با دقت و وسواس خاصی این کار را انجام دهندو فاصله بین زمین و مریخ باعث می شود تا نور به کندی به زمین برسد و لذا ارسال دستور بسیار چالشی خواهد بود.

در زمانی که فاصله بین مریخ و زمین به حداقل می رسد سریع ترین تعامل بین دو کره برقرار می شود. این اتفاق هر دو سال یک بار رخ می دهد و در این زمان که شرایط مناسب تلقی می شود فاصله بین دو سیاره بیش از ۵۴ میلیون کیلومتر است. در همین زمان برای رسیدن نور از سوی زمین به مریخ باید ۳ دقیقه و ۲ ثانیه صبر کرد.

اما سناریو فوق مربوط به زمانی است که زمین و مریخ کمترین فاصله را با هم دارند و بطور کلی تعامل بین دو سیاره ۲۸ دقیقه و ۱۲ ثانیه بطول می انجامد.

سرعت نور در فواصل بیناستاره ای

به نظر می رسد هر قدر فاصله ها بیشتر باشد سرعت نور به نظر محدود تر و خسته کننده تر باشد. برای مثال نیو هورایزنز را تصور کنید که ۴ میلیارد مایل با زمین فاصله دارد و یا به وویجر یک و دو را بیاندیشید که موفق شده اند وارد فضای بیناستاره ای شوند و فاصله آنها با زمین بسیار زیاد است.

یا به سیارات فراخورشیدی بیاندیشید. بطور مثال سیاره فراخورشیدی مانند پروکسیما بی که نزدیک ترین سیاره فراخورشیدی به زمین است دارای فاصله ای به میزان ۴.۲ سال نوری با کره زمین می باشد که معادل ۳۹ تریلیون کیلومتر است.

اگر با سرعت۲۱۳ هزار کیلومتر کاوشگر خورشیدی پارکر در کیهان سفر کنیم بیش از ۱۳ هزار سال طول می کشد تا به این سیاره فراخورشیدی برسیم.

فضا خیلی گسترده است و کیهان نیز ۱۳.۷۷ میلیارد سال پیش شکل گرفته است. توجه داشته باشید که لبه کیهان ۴۵.۳۴ میلیارد سال نوری با ما فاصله دارد و همچنان در حال انبساط است. لذا سرعت نور با وجود چنین گستره ای بسیار کند به نظر می رسد و از سوی دیگر شاید هرگز نتوانیم همه این عظمت را در داخل چند انیمیشن ساده جای دهیم.