पदार्थ में प्रकाश की गति कितनी होती है? प्रकाश की गति क्या है और इसे कैसे मापा जाता है?
प्रकाश की गति निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति का निरपेक्ष मान है। भौतिकी में, इसे पारंपरिक रूप से लैटिन अक्षर "सी" (उच्चारण [त्से]) द्वारा दर्शाया जाता है। निर्वात में प्रकाश की गति एक मौलिक स्थिरांक है जो जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम (आईएफआर) की पसंद पर निर्भर नहीं करती है। यह मूलभूत भौतिक स्थिरांकों को संदर्भित करता है जो न केवल व्यक्तिगत निकायों, बल्कि संपूर्ण रूप से अंतरिक्ष-समय के गुणों की विशेषता बताते हैं। आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, निर्वात में प्रकाश की गति कणों की गति और अंतःक्रियाओं के प्रसार की अधिकतम गति है। यह तथ्य भी महत्वपूर्ण है कि यह मान निरपेक्ष है। यह एसआरटी के अभिधारणाओं में से एक है।
शून्य में (खालीपन)
1977 में, 1960 मानक मीटर के आधार पर गणना की गई, 299,792,458 ± 1.2 मीटर/सेकेंड के बराबर प्रकाश की अनुमानित गति की गणना करना संभव था। वर्तमान में यह माना जाता है कि निर्वात में प्रकाश की गति एक मौलिक भौतिक स्थिरांक है, परिभाषा के अनुसार बिल्कुल 299,792,458 मीटर/सेकेंड या लगभग 1,079,252,848.8 किमी/घंटा के बराबर है। सटीक मान इस तथ्य के कारण है कि 1983 के बाद से, मानक मीटर को वह दूरी माना जाता है जो प्रकाश 1/299,792,458 सेकंड के बराबर समय अवधि में निर्वात में यात्रा करता है। प्रकाश की गति को अक्षर c से दर्शाया जाता है।
एसआरटी के लिए मौलिक माइकलसन के प्रयोग से पता चला कि निर्वात में प्रकाश की गति प्रकाश स्रोत की गति या पर्यवेक्षक की गति पर निर्भर नहीं करती है। प्रकृति में, निम्नलिखित प्रकाश की गति से फैलता है:
वास्तविक दृश्यमान प्रकाश
अन्य प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण (रेडियो तरंगें, एक्स-रे, आदि)
सापेक्षता के विशेष सिद्धांत से यह निष्कर्ष निकलता है कि विश्राम द्रव्यमान वाले कणों का प्रकाश की गति तक त्वरण असंभव है, क्योंकि यह घटना कार्य-कारण के मूल सिद्धांत का उल्लंघन करेगी। अर्थात्, इस बात को बाहर रखा गया है कि सिग्नल प्रकाश की गति, या ऐसी गति पर द्रव्यमान की गति से अधिक है। हालाँकि, सिद्धांत अंतरिक्ष-समय में सुपरल्यूमिनल गति से कणों की गति को बाहर नहीं करता है। सुपरल्युमिनल गति से चलने वाले काल्पनिक कणों को टैक्यॉन कहा जाता है। गणितीय रूप से, टैचियन आसानी से लोरेंत्ज़ परिवर्तन में फिट हो जाते हैं - वे काल्पनिक द्रव्यमान वाले कण हैं। इन कणों की गति जितनी अधिक होती है, वे उतनी ही कम ऊर्जा ले जाते हैं, और इसके विपरीत, उनकी गति प्रकाश की गति के जितनी करीब होती है, उनकी ऊर्जा उतनी ही अधिक होती है - सामान्य कणों की ऊर्जा की तरह, टैचियन की ऊर्जा अनंत तक होती है वे प्रकाश की गति तक पहुंचते हैं। यह लोरेंत्ज़ परिवर्तन का सबसे स्पष्ट परिणाम है, जो एक कण को प्रकाश की गति में तेजी लाने की अनुमति नहीं देता है - एक कण को अनंत मात्रा में ऊर्जा प्रदान करना असंभव है। यह समझा जाना चाहिए कि, सबसे पहले, टैचियन कणों का एक वर्ग है, न कि केवल एक प्रकार का कण, और दूसरी बात, कोई भी भौतिक संपर्क प्रकाश की गति से अधिक तेजी से नहीं फैल सकता है। इससे यह पता चलता है कि टैचियन कार्य-कारण के सिद्धांत का उल्लंघन नहीं करते हैं - वे सामान्य कणों के साथ किसी भी तरह से बातचीत नहीं करते हैं, और उनके बीच की गति में अंतर भी प्रकाश की गति के बराबर नहीं है।
सामान्य कण जो प्रकाश की तुलना में धीमी गति से चलते हैं उन्हें टार्डियॉन कहा जाता है। टार्डियन प्रकाश की गति तक नहीं पहुंच सकते हैं, लेकिन केवल मनमाने ढंग से इसके करीब पहुंचते हैं, क्योंकि इस मामले में उनकी ऊर्जा असीमित रूप से बड़ी हो जाती है। द्रव्यमान रहित फोटॉन और ग्रेविटॉन के विपरीत, सभी टार्डियॉन में विश्राम द्रव्यमान होता है, जो हमेशा प्रकाश की गति से चलते हैं।
प्लैंक इकाइयों में, निर्वात में प्रकाश की गति 1 होती है, अर्थात प्रकाश प्लैंक समय की प्रति इकाई प्लैंक लंबाई की 1 इकाई यात्रा करता है।
पारदर्शी माहौल में
पारदर्शी माध्यम में प्रकाश की गति वह गति है जिस पर प्रकाश निर्वात के अलावा किसी अन्य माध्यम में यात्रा करता है। फैलाव वाले माध्यम में, चरण और समूह वेगों को प्रतिष्ठित किया जाता है।
चरण वेग एक माध्यम (λ=c/ν) में मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य से संबंधित है। यह गति आमतौर पर (लेकिन जरूरी नहीं) c से कम होती है। निर्वात में प्रकाश की चरण गति और किसी माध्यम में प्रकाश की गति के अनुपात को माध्यम का अपवर्तनांक कहा जाता है। एक संतुलन माध्यम में प्रकाश की समूह गति हमेशा c से कम होती है। हालाँकि, किसी भी संतुलन मीडिया में यह c से अधिक नहीं हो सकता है। हालाँकि, इस मामले में, पल्स का अग्रणी किनारा अभी भी निर्वात में प्रकाश की गति से अधिक नहीं गति से चलता है।
आर्मंड हिप्पोलीटे लुईस फ़िज़ो ने प्रयोगात्मक रूप से साबित किया कि प्रकाश किरण के सापेक्ष एक माध्यम की गति भी इस माध्यम में प्रकाश के प्रसार की गति को प्रभावित करने में सक्षम है।
प्रकाश की अधिकतम गति के बारे में अभिधारणा का निषेध
हाल के वर्षों में, रिपोर्टें अक्सर सामने आई हैं कि तथाकथित क्वांटम टेलीपोर्टेशन में, बातचीत प्रकाश की गति से भी तेज गति से फैलती है। उदाहरण के लिए, 15 अगस्त, 2008 को, जिनेवा विश्वविद्यालय के डॉ. निकोलस गिसिन के शोध समूह ने अंतरिक्ष में 18 किमी तक अलग-अलग बाउंड फोटॉन राज्यों का अध्ययन करते हुए कथित तौर पर दिखाया कि "कणों के बीच बातचीत लगभग एक लाख गुना गति से होती है स्वेता की गति से भी अधिक"। पहले, तथाकथित हार्टमैन विरोधाभास - सुरंग प्रभाव के साथ सुपरल्यूमिनल गति - पर भी चर्चा की गई थी।
इनके महत्व और इसी तरह के परिणामों के वैज्ञानिक विश्लेषण से पता चलता है कि मूल रूप से इनका उपयोग किसी भी सिग्नल के सुपरल्यूमिनल ट्रांसमिशन या पदार्थ की गति के लिए नहीं किया जा सकता है।
प्रकाश गति माप का इतिहास
प्राचीन वैज्ञानिक, दुर्लभ अपवादों को छोड़कर, प्रकाश की गति को अनंत मानते थे। आधुनिक समय में यह मुद्दा बहस का विषय बन गया। गैलीलियो और हुक ने स्वीकार किया कि यह सीमित है, हालांकि बहुत बड़ा है, जबकि केप्लर, डेसकार्टेस और फ़र्मेट ने फिर भी प्रकाश की गति की अनंतता का बचाव किया।
प्रकाश की गति का पहला अनुमान ओलाफ़ रोमर (1676) द्वारा दिया गया था। उन्होंने देखा कि जब पृथ्वी और बृहस्पति सूर्य के विपरीत दिशा में होते हैं, तो गणना की तुलना में बृहस्पति के उपग्रह Io के ग्रहण में 22 मिनट की देरी होती है। इससे उन्होंने प्रकाश की गति के लिए लगभग 220,000 किमी/सेकंड का मान प्राप्त किया - गलत, लेकिन सत्य के करीब। आधी शताब्दी के बाद, विपथन की खोज ने प्रकाश की गति की सीमितता की पुष्टि करना और इसके मूल्यांकन को परिष्कृत करना संभव बना दिया।
प्रकाश ऑप्टिकल भौतिकी की प्रमुख अवधारणाओं में से एक है। प्रकाश विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जो मानव आँख तक पहुँच योग्य है।
कई दशकों तक, सर्वश्रेष्ठ दिमाग यह निर्धारित करने की समस्या से जूझते रहे कि प्रकाश किस गति से चलता है और यह किस गति के बराबर है, साथ ही इसके साथ होने वाली सभी गणनाएँ भी। 1676 में भौतिकविदों के बीच एक क्रांति हुई। ओले रोमर नाम के एक डेनिश खगोलशास्त्री ने इस दावे का खंडन किया कि प्रकाश ब्रह्मांड में असीमित गति से यात्रा करता है।
1676 में, ओले रोमर ने निर्धारित किया कि निर्वात में प्रकाश की गति होती है 299792458 मी/से.
सुविधा के लिए, इस आंकड़े को गोल किया जाने लगा। 300,000 मी/सेकेंड का नाममात्र मूल्य आज भी उपयोग किया जाता है।
हमारे लिए सामान्य परिस्थितियों में, यह नियम बिना किसी अपवाद के सभी वस्तुओं पर लागू होता है, जिसमें एक्स-रे, प्रकाश और स्पेक्ट्रम की गुरुत्वाकर्षण तरंगें शामिल हैं जो हमारी आंखों के लिए मूर्त हैं।
प्रकाशिकी का अध्ययन करने वाले आधुनिक भौतिकविदों ने साबित कर दिया है कि प्रकाश की गति में कई विशेषताएं हैं:
- स्थिरता;
- अप्राप्यता;
- अंग.
विभिन्न माध्यमों में प्रकाश की गति
यह याद रखना चाहिए कि भौतिक स्थिरांक सीधे उसके पर्यावरण पर निर्भर करता है, विशेषकर अपवर्तक सूचकांक पर। इस संबंध में, सटीक मान बदल सकता है, क्योंकि यह आवृत्तियों द्वारा निर्धारित होता है।
प्रकाश की गति की गणना करने का सूत्र इस प्रकार लिखा गया है s = 3 * 10^8 मी/से.
कलाकार द्वारा "प्रकाश की गति" तक छलांग लगाते हुए एक अंतरिक्ष यान का चित्रण। श्रेय: नासा/ग्लेन रिसर्च सेंटर।
प्राचीन काल से ही दार्शनिकों और वैज्ञानिकों ने प्रकाश को समझने का प्रयास किया है। इसके मूल गुणों को निर्धारित करने की कोशिश करने के अलावा (यानी यह एक कण है या लहर, आदि), उन्होंने यह भी निर्धारित करने की कोशिश की कि यह कितनी तेजी से चलता है। 17वीं शताब्दी के उत्तरार्ध से, वैज्ञानिक ऐसा ही कर रहे हैं, और बढ़ती सटीकता के साथ।
ऐसा करने पर, उन्हें प्रकाश की यांत्रिकी की बेहतर समझ प्राप्त हुई, और यह कैसे भौतिकी, खगोल विज्ञान और ब्रह्मांड विज्ञान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सीधे शब्दों में कहें तो, प्रकाश अविश्वसनीय गति से यात्रा करता है और ब्रह्मांड में सबसे तेज़ गति से चलने वाली वस्तु है। इसकी गति एक स्थिर और अभेद्य बाधा है और इसका उपयोग दूरी मापने के लिए किया जाता है। लेकिन यह कितनी तेजी से चल रहा है?
प्रकाश की गति:
प्रकाश 1,079,252,848.8 किमी/घंटा (1.07 बिलियन) की निरंतर गति से चलता है। जो कि 299,792,458 मी/से. होता है। आइए सब कुछ उसके स्थान पर रखें। यदि आप प्रकाश की गति से यात्रा कर सकें, तो आप प्रति सेकंड लगभग साढ़े सात बार ग्लोब का चक्कर लगा सकते हैं। इस बीच, 800 किमी/घंटा की औसत गति से उड़ने वाले व्यक्ति को ग्रह का चक्कर लगाने में 50 घंटे से अधिक का समय लगेगा।
एक चित्रण जो दर्शाता है कि प्रकाश पृथ्वी और सूर्य के बीच कितनी दूरी तय करता है। श्रेय: लुकासवीबी/पब्लिक डोमेन।
आइए इसे खगोलीय दृष्टिकोण से देखें, औसत दूरी से 384,398.25 किमी. इसलिए, प्रकाश इस दूरी को लगभग एक सेकंड में तय करता है। इस बीच, औसत 149,597,886 किमी है, जिसका अर्थ है कि प्रकाश को यह यात्रा करने में केवल 8 मिनट लगते हैं।
यह कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि खगोलीय दूरियाँ निर्धारित करने के लिए प्रकाश की गति ही माप क्यों है। जब हम कहते हैं कि कोई तारा 4.25 प्रकाश वर्ष दूर है, तो हमारा मतलब है कि 1.07 अरब किमी/घंटा की निरंतर गति से यात्रा करने में वहां तक पहुंचने में लगभग 4 साल और 3 महीने लगेंगे। लेकिन हम प्रकाश की गति के लिए इस विशिष्ट मूल्य पर कैसे पहुंचे?
अध्ययन का इतिहास:
17वीं शताब्दी तक, वैज्ञानिकों को विश्वास था कि प्रकाश एक सीमित गति से या तुरंत यात्रा करता है। प्राचीन यूनानियों के समय से लेकर मध्यकालीन इस्लामी धर्मशास्त्रियों और आधुनिक विद्वानों तक इस पर बहस होती रही है। लेकिन जब तक डेनिश खगोलशास्त्री ओले रोमर (1644-1710) का काम सामने नहीं आया, जिसमें पहली बार मात्रात्मक माप किए गए थे।
1676 में, रोमर ने देखा कि जब पृथ्वी बृहस्पति के करीब आ रही थी, तब बृहस्पति के सबसे भीतरी चंद्रमा आयो की अवधि कम दिखाई देती थी, जब वह दूर जा रही थी। इससे उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश एक सीमित गति से यात्रा करता है और पृथ्वी की कक्षा के व्यास को पार करने में लगभग 22 मिनट लगने का अनुमान है।
28 दिसंबर, 1934 को कार्नेगी इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में 11वें जोशिया विलार्ड गिब्स व्याख्यान में प्रोफेसर अल्बर्ट आइंस्टीन, जहां उन्होंने अपने सिद्धांत की व्याख्या की कि पदार्थ और ऊर्जा विभिन्न रूपों में एक ही चीज हैं। साभार: एपी फोटो
क्रिस्टियान ह्यूजेंस ने इस अनुमान का उपयोग किया और इसे पृथ्वी की कक्षा के व्यास के अनुमान के साथ जोड़कर 220,000 किमी/सेकंड का अनुमान लगाया। आइजैक न्यूटन ने भी अपने 1706 के मौलिक कार्य ऑप्टिक्स में रोमर की गणनाओं पर रिपोर्ट दी थी। पृथ्वी और सूर्य के बीच की दूरी को समायोजित करके, उन्होंने गणना की कि प्रकाश को एक से दूसरे तक जाने में सात या आठ मिनट लगेंगे। दोनों ही मामलों में अपेक्षाकृत छोटी त्रुटि हुई।
बाद में फ्रांसीसी भौतिकविदों हिप्पोलीटे फ़िज़ो (1819-1896) और लियोन फौकॉल्ट (1819-1868) द्वारा किए गए मापों ने इन आंकड़ों को परिष्कृत किया, जिससे 315,000 किमी/सेकंड का मान प्राप्त हुआ। और 19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध तक, वैज्ञानिकों को प्रकाश और विद्युत चुंबकत्व के बीच संबंध के बारे में पता चल गया।
यह भौतिकविदों द्वारा विद्युत चुम्बकीय और स्थिर विद्युत आवेशों को मापकर प्राप्त किया गया था। फिर उन्हें पता चला कि संख्यात्मक मान प्रकाश की गति के बहुत करीब था (जैसा कि फ़िज़ो द्वारा मापा गया था)। अपने स्वयं के काम के आधार पर, जिसने दिखाया कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें खाली स्थान में फैलती हैं, जर्मन भौतिक विज्ञानी विल्हेम एडवर्ड वेबर ने प्रस्तावित किया कि प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग थी।
अगली बड़ी सफलता 20वीं सदी की शुरुआत में हुई। अल्बर्ट आइंस्टीन ने अपने पेपर "ऑन द इलेक्ट्रोडायनामिक्स ऑफ मूविंग बॉडीज" में कहा है कि निर्वात में प्रकाश की गति, एक स्थिर गति वाले पर्यवेक्षक द्वारा मापी जाती है, जो संदर्भ के सभी जड़त्वीय फ्रेमों में समान होती है और गति से स्वतंत्र होती है। स्रोत या पर्यवेक्षक.
एक गिलास पानी के माध्यम से चमकती हुई एक लेज़र किरण दिखाती है कि हवा से गिलास में पानी और वापस हवा में जाते समय इसमें कितने परिवर्तन होते हैं। श्रेय: बॉब किंग.
इस कथन और गैलीलियो के सापेक्षता के सिद्धांत को आधार बनाकर आइंस्टीन ने सापेक्षता का विशेष सिद्धांत निकाला, जिसमें निर्वात में प्रकाश की गति (सी) एक मौलिक स्थिरांक है। इससे पहले, वैज्ञानिकों के बीच सहमति थी कि अंतरिक्ष एक "चमकदार ईथर" से भरा हुआ था, जो इसके प्रसार के लिए जिम्मेदार था - यानी। किसी गतिशील माध्यम से गुजरने वाला प्रकाश माध्यम की पूँछ में अनुगामी होगा।
बदले में इसका मतलब यह है कि प्रकाश की मापी गई गति एक माध्यम के माध्यम से उसकी गति और उस माध्यम की गति का साधारण योग होगी। हालाँकि, आइंस्टीन के सिद्धांत ने स्थिर ईथर की अवधारणा को बेकार कर दिया और अंतरिक्ष और समय की अवधारणा को बदल दिया।
इसने न केवल इस विचार को आगे बढ़ाया कि प्रकाश की गति सभी जड़त्वीय फ़्रेमों में समान है, बल्कि यह भी सुझाव दिया कि जब चीजें प्रकाश की गति के करीब जाती हैं तो बड़े परिवर्तन होते हैं। इनमें गतिमान पिंड की अंतरिक्ष-समय सीमा शामिल है जो धीमी होती दिखाई देती है, और गति की दिशा जब माप पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से होता है (यानी, सापेक्ष समय फैलाव, जहां प्रकाश की गति के करीब पहुंचने पर समय धीमा हो जाता है) .
उनके अवलोकन यांत्रिकी के नियमों के साथ बिजली और चुंबकत्व के मैक्सवेल के समीकरणों से भी सहमत हैं, अन्य वैज्ञानिकों के असंबंधित तर्कों से बचकर गणितीय गणनाओं को सरल बनाते हैं, और प्रकाश की गति के प्रत्यक्ष अवलोकन के अनुरूप हैं।
पदार्थ और ऊर्जा कितने समान हैं?
20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, लेजर इंटरफेरोमीटर और अनुनाद गुहाओं का उपयोग करके तेजी से सटीक माप ने प्रकाश की गति के अनुमानों को और अधिक परिष्कृत किया। 1972 तक, बोल्डर, कोलोराडो में अमेरिकी राष्ट्रीय मानक ब्यूरो के एक समूह ने वर्तमान में स्वीकृत 299,792,458 मीटर/सेकेंड के मूल्य पर पहुंचने के लिए लेजर इंटरफेरोमेट्री का उपयोग किया।
आधुनिक खगोल भौतिकी में भूमिका:
आइंस्टीन का सिद्धांत कि निर्वात में प्रकाश की गति स्रोत की गति और प्रेक्षक के जड़त्वीय संदर्भ तंत्र पर निर्भर नहीं करती है, तब से कई प्रयोगों द्वारा इसकी पुष्टि की गई है। यह उस गति की एक ऊपरी सीमा भी निर्धारित करता है जिस पर सभी द्रव्यमान रहित कण और तरंगें (प्रकाश सहित) निर्वात में यात्रा कर सकते हैं।
इसका एक परिणाम यह है कि ब्रह्मांड विज्ञान अब अंतरिक्ष और समय को एक एकल संरचना के रूप में देखता है जिसे स्पेसटाइम के रूप में जाना जाता है, जिसमें प्रकाश की गति का उपयोग दोनों के मूल्य (यानी प्रकाश वर्ष, प्रकाश मिनट और प्रकाश सेकंड) निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। ब्रह्मांड के विस्तार के त्वरण को निर्धारित करने में प्रकाश की गति को मापना भी एक महत्वपूर्ण कारक हो सकता है।
1920 के दशक की शुरुआत में, लेमेत्रे और हबल की टिप्पणियों से, वैज्ञानिकों और खगोलविदों को पता चला कि ब्रह्मांड अपने मूल स्थान से विस्तार कर रहा है। हबल ने यह भी देखा कि आकाशगंगा जितनी दूर होती है, वह उतनी ही तेजी से आगे बढ़ती है। जिसे अब हबल स्थिरांक कहा जाता है वह वह गति है जिस पर ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, यह 68 किमी/सेकंड प्रति मेगापार्सेक के बराबर है।
ब्रह्माण्ड का विस्तार कितनी तेजी से हो रहा है?
एक सिद्धांत के रूप में प्रस्तुत की गई इस घटना का अर्थ है कि कुछ आकाशगंगाएँ वास्तव में प्रकाश की गति से भी तेज़ गति से आगे बढ़ सकती हैं, जो हमारे ब्रह्मांड में हम जो देखते हैं उस पर एक सीमा लगा सकती है। मूलतः, प्रकाश की गति से भी तेज़ गति से यात्रा करने वाली आकाशगंगाएँ "ब्रह्माण्ड संबंधी घटना क्षितिज" को पार कर जाएंगी जहाँ वे अब हमें दिखाई नहीं देती हैं।
इसके अतिरिक्त, 1990 के दशक तक, दूर की आकाशगंगाओं के रेडशिफ्ट के माप से पता चला कि पिछले कुछ अरब वर्षों में ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो रहा है। इसने "डार्क एनर्जी" के सिद्धांत को जन्म दिया, जहां एक अदृश्य शक्ति अंतरिक्ष के विस्तार को संचालित करती है, न कि इसके माध्यम से घूमने वाली वस्तुओं को (प्रकाश की गति पर कोई सीमा लगाए बिना या सापेक्षता को तोड़े बिना)।
विशेष और सामान्य सापेक्षता के साथ-साथ, निर्वात में प्रकाश की गति का आधुनिक मूल्य ब्रह्मांड विज्ञान, क्वांटम यांत्रिकी और कण भौतिकी के मानक मॉडल से विकसित हुआ है। जब यह ऊपरी सीमा पर आता है जिस पर द्रव्यमान रहित कण गति कर सकते हैं तो यह स्थिर रहता है और द्रव्यमान वाले कणों के लिए एक अप्राप्य अवरोध बना रहता है।
हम शायद किसी दिन प्रकाश की गति को पार करने का कोई रास्ता खोज लेंगे। हालाँकि हमारे पास इस बारे में कोई व्यावहारिक विचार नहीं है कि यह कैसे हो सकता है, ऐसा प्रतीत होता है कि प्रौद्योगिकी में "स्मार्ट मनी" हमें स्पेसटाइम के नियमों को दरकिनार करने की अनुमति देगी, या तो ताना बुलबुले (उर्फ अलक्यूबियर वार्प ड्राइव) बनाकर या इसके माध्यम से सुरंग बनाकर (उर्फ। वर्महोल्स)।
वर्महोल क्या हैं?
तब तक, हमें बस उस ब्रह्मांड से संतुष्ट रहना होगा जिसे हम देखते हैं, और उस हिस्से की खोज पर टिके रहेंगे जहां पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके पहुंचा जा सकता है।
आपके द्वारा पढ़े गए लेख का शीर्षक "प्रकाश की गति क्या है?".
कैसे मापें, साथ ही प्रकाश की गति क्या है, इस विषय में प्राचीन काल से ही वैज्ञानिकों की रुचि रही है। यह एक बहुत ही दिलचस्प विषय है, जो प्राचीन काल से ही वैज्ञानिक बहस का विषय रहा है। ऐसा माना जाता है कि ऐसी गति सीमित, अप्राप्य और स्थिर होती है। यह अनंत की तरह अप्राप्य और स्थिर है। साथ ही, यह परिमित है। यह एक दिलचस्प भौतिक और गणितीय पहेली बन गई है। इस समस्या के समाधान के लिए एक विकल्प है। आख़िरकार, प्रकाश की गति अभी भी मापी गई थी।
प्राचीन काल में विचारक ऐसा मानते थे प्रकाश की गति- यह एक अनंत मात्रा है. इस सूचक का पहला अनुमान 1676 में दिया गया था। ओलाफ रोमर. उनकी गणना के अनुसार, प्रकाश की गति लगभग 220 हजार किमी/सेकेंड थी। यह पूरी तरह से सटीक मान नहीं था, लेकिन सत्य के करीब था।
परिमिति और प्रकाश की गति के अनुमान की पुष्टि आधी सदी बाद की गई।
भविष्य में, वैज्ञानिक फ़िज़ोप्रकाश की गति को उस समय से निर्धारित करना संभव था जब किरण को एक सटीक दूरी तय करने में समय लगा।
उन्होंने एक प्रयोग किया (आंकड़ा देखें), जिसके दौरान प्रकाश की एक किरण स्रोत एस से निकली, दर्पण 3 से परावर्तित हुई, दांतेदार डिस्क 2 से बाधित हुई और आधार (8 किमी) से गुजरी। फिर यह दर्पण 1 द्वारा परावर्तित हुआ और डिस्क पर वापस आ गया। प्रकाश दांतों के बीच की जगह में गिर गया और इसे ऐपिस 4 के माध्यम से देखा जा सकता था। आधार के माध्यम से किरण को यात्रा करने में लगने वाला समय डिस्क के घूमने की गति के आधार पर निर्धारित किया गया था। फ़िज़ौ द्वारा प्राप्त मान था: c = 313300 किमी/सेकेंड।
किसी विशेष माध्यम में किरण प्रसार की गति निर्वात में इस गति से कम होती है। इसके अलावा, विभिन्न पदार्थों के लिए यह सूचक अलग-अलग मान लेता है। कुछ वर्षों के बाद फूकोडिस्क को तेजी से घूमने वाले दर्पण से बदल दिया। इन वैज्ञानिकों के अनुयायियों ने बार-बार उनके तरीकों और अनुसंधान डिजाइनों का उपयोग किया।
लेंस ऑप्टिकल उपकरणों का आधार हैं। क्या आप जानते हैं इसकी गणना कैसे की जाती है? आप हमारा कोई लेख पढ़कर पता लगा सकते हैं।
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निर्वात में प्रकाश की गति कितनी होती है?
प्रकाश की गति का सबसे सटीक माप 1,079,252,848.8 किलोमीटर प्रति घंटा या दर्शाता है 299,792,458 मी/से. यह आंकड़ा केवल निर्वात में निर्मित स्थितियों के लिए मान्य है।
लेकिन समस्याओं को हल करने के लिए आमतौर पर संकेतक का उपयोग किया जाता है 300,000,000 मी/से. निर्वात में, प्लैंक इकाइयों में प्रकाश की गति 1 होती है। इस प्रकार, प्रकाश ऊर्जा प्लैंक समय की 1 इकाई में लंबाई की 1 प्लैंक इकाई की यात्रा करती है। यदि प्राकृतिक परिस्थितियों में वैक्यूम बनाया जाता है, तो एक्स-रे, दृश्य स्पेक्ट्रम में प्रकाश तरंगें और गुरुत्वाकर्षण तरंगें इतनी गति से यात्रा कर सकती हैं।
वैज्ञानिकों के बीच यह स्पष्ट राय है कि द्रव्यमान वाले कण प्रकाश की गति के जितना करीब हो सके उतनी गति ले सकते हैं। लेकिन वे संकेतक हासिल करने और उससे आगे निकलने में सक्षम नहीं हैं। प्रकाश की गति के करीब उच्चतम गति, ब्रह्मांडीय किरणों के अध्ययन के दौरान और त्वरक में कुछ कणों के त्वरण के दौरान दर्ज की गई थी।
किसी भी माध्यम में प्रकाश की गति उस माध्यम के अपवर्तनांक पर निर्भर करती है।
यह सूचक विभिन्न आवृत्तियों के लिए भिन्न हो सकता है। अन्य भौतिक मापदंडों की गणना के लिए मात्रा का सटीक माप महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, ऑप्टिकल रेंजिंग, रडार, लाइट रेंजिंग और अन्य क्षेत्रों में प्रकाश या रेडियो संकेतों के पारित होने के दौरान दूरी निर्धारित करना।
आधुनिक वैज्ञानिक प्रकाश की गति निर्धारित करने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग करते हैं। कुछ विशेषज्ञ खगोलीय तरीकों के साथ-साथ प्रायोगिक प्रौद्योगिकी का उपयोग करके माप विधियों का भी उपयोग करते हैं। उन्नत फ़िज़ौ पद्धति का प्रयोग अक्सर किया जाता है। इस मामले में, गियर व्हील को एक लाइट मॉड्यूलेटर से बदल दिया जाता है, जो प्रकाश किरण को कमजोर या बाधित करता है। यहां रिसीवर एक फोटोइलेक्ट्रिक मल्टीप्लायर या फोटोकेल है। प्रकाश स्रोत एक लेज़र हो सकता है, जो माप त्रुटि को कम करने में मदद करता है। प्रकाश की गति का निर्धारणआधार के पारित होने के समय के अनुसार, इसे प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष तरीकों का उपयोग करके किया जा सकता है, जिससे सटीक परिणाम भी प्राप्त हो सकते हैं।
प्रकाश की गति की गणना के लिए किस सूत्र का उपयोग किया जाता है?
- निर्वात में प्रकाश प्रसार की गति एक निरपेक्ष मान है। भौतिक विज्ञानी इसे "सी" अक्षर से दर्शाते हैं। यह एक मौलिक और स्थिर मूल्य है जो रिपोर्टिंग प्रणाली की पसंद पर निर्भर नहीं करता है और समग्र रूप से समय और स्थान की विशेषता बताता है। वैज्ञानिकों का मानना है कि यह गति कण गति की अधिकतम गति है।
प्रकाश की गति सूत्रनिर्वात में:
एस = 3 * 10^8 = 299792458 मी/से
यहाँ c निर्वात में प्रकाश की गति का सूचक है।
- वैज्ञानिकों ने यह सिद्ध कर दिया है हवा में प्रकाश की गतियह लगभग निर्वात में प्रकाश की गति से मेल खाता है। इसकी गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
सूक्ति
टीचर ने पूछा: बच्चों, दुनिया की सबसे तेज़ चीज़ कौन सी है?
तनेचका कहते हैं: सबसे तेज़ शब्द। मैंने अभी कहा, तुम वापस नहीं आओगे।
वनेच्का कहते हैं: नहीं, प्रकाश सबसे तेज़ है।
जैसे ही मैंने स्विच दबाया, कमरे में तुरंत रोशनी हो गई.
और वोवोचका आपत्ति जताती है: दुनिया में सबसे तेज़ चीज़ दस्त है।
मैं एक बार इतना अधीर था कि मैंने एक शब्द भी नहीं कहा
मेरे पास कुछ भी कहने या लाइट चालू करने का समय नहीं था।
क्या आपने कभी सोचा है कि हमारे ब्रह्मांड में प्रकाश की गति अधिकतम, सीमित और स्थिर क्यों है? यह एक बहुत ही दिलचस्प सवाल है, और तुरंत, एक स्पॉइलर के रूप में, मैं इसके उत्तर का भयानक रहस्य बताऊंगा - कोई नहीं जानता कि वास्तव में क्यों। प्रकाश की गति ली जाती है, अर्थात। मानसिक रूप से स्वीकृतएक स्थिरांक के लिए, और इस अभिधारणा पर, साथ ही इस विचार पर कि संदर्भ के सभी जड़त्वीय फ्रेम समान हैं, अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता का अपना विशेष सिद्धांत बनाया, जो सौ वर्षों से वैज्ञानिकों को परेशान कर रहा है, जिससे आइंस्टीन को अपनी जीभ चिपकाने की अनुमति मिल गई है। अपनी कब्र में दण्ड से मुक्ति और मुस्कुराहट के साथ दुनिया में उस सुअर के आयामों के बारे में बताएं जिसे उसने पूरी मानवता पर थोप दिया था।
लेकिन वास्तव में, यह इतना स्थिर, इतना अधिकतम और इतना अंतिम क्यों है, इसका कोई उत्तर नहीं है, यह सिर्फ एक स्वयंसिद्ध है, अर्थात। विश्वास पर लिया गया एक बयान, टिप्पणियों और सामान्य ज्ञान द्वारा पुष्टि की गई, लेकिन तार्किक या गणितीय रूप से कहीं से भी अनुमान लगाने योग्य नहीं है। और इसकी पूरी संभावना है कि यह इतना सच नहीं है, लेकिन अभी तक कोई भी अपने अनुभव से इसका खंडन नहीं कर पाया है।
इस मामले पर मेरे अपने विचार हैं, उन पर बाद में विस्तार से बताऊंगा, लेकिन अभी, इसे सरल बनाए रखें, आपकी उंगलियों पर™मैं कम से कम एक भाग का उत्तर देने का प्रयास करूंगा - प्रकाश की गति का मतलब "स्थिर" क्या है।
नहीं, मैं आपको इस बारे में विचार प्रयोगों से बोर नहीं करूंगा कि यदि आप प्रकाश की गति से उड़ रहे रॉकेट में हेडलाइट्स चालू कर दें तो क्या होगा, आदि, यह अब विषय से थोड़ा हटकर है।
यदि आप किसी संदर्भ पुस्तक या विकिपीडिया में देखें, तो निर्वात में प्रकाश की गति को एक मौलिक भौतिक स्थिरांक के रूप में परिभाषित किया गया है बिल्कुल 299,792,458 मीटर/सेकेंड के बराबर। ठीक है, यानी, मोटे तौर पर कहें तो, यह लगभग 300,000 किमी/सेकेंड होगा, लेकिन यदि बिल्कुल सही- 299,792,458 मीटर प्रति सेकंड।
ऐसा प्रतीत होता है, ऐसी सटीकता कहाँ से आती है? कोई भी गणितीय या भौतिक स्थिरांक, जो भी हो, यहां तक कि पाई, यहां तक कि प्राकृतिक लघुगणक का आधार भी इ, यहां तक कि गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G, या प्लैंक स्थिरांक भी एच, हमेशा कुछ न कुछ रखें दशमलव बिंदु के बाद की संख्याएँ. पाई में, इनमें से लगभग 5 ट्रिलियन दशमलव स्थान वर्तमान में ज्ञात हैं (हालांकि केवल पहले 39 अंकों का कोई भौतिक अर्थ है), गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को आज जी ~ 6.67384(80)x10 -11 के रूप में परिभाषित किया गया है, और स्थिरांक प्लैंक एच~ 6.62606957(29)x10 -34।
निर्वात में प्रकाश की गति होती है चिकना 299,792,458 मी/से, न एक सेंटीमीटर अधिक, न एक नैनोसेकंड कम। जानना चाहते हैं कि यह सटीकता कहां से आती है?
यह सब हमेशा की तरह प्राचीन यूनानियों के साथ शुरू हुआ। विज्ञान, शब्द के आधुनिक अर्थ में, उनके बीच मौजूद नहीं था। प्राचीन ग्रीस के दार्शनिकों को दार्शनिक कहा जाता था क्योंकि उन्होंने पहले अपने दिमाग में कुछ बकवास का आविष्कार किया, और फिर, तार्किक निष्कर्षों (और कभी-कभी वास्तविक भौतिक प्रयोगों) का उपयोग करके, इसे साबित करने या अस्वीकार करने का प्रयास किया। हालाँकि, वास्तविक जीवन के भौतिक मापों और घटनाओं के उपयोग को उनके द्वारा "द्वितीय श्रेणी" साक्ष्य माना जाता था, जिसकी तुलना सीधे सिर से प्राप्त प्रथम श्रेणी के तार्किक निष्कर्षों से नहीं की जा सकती।
प्रकाश की अपनी गति के अस्तित्व के बारे में सोचने वाले पहले व्यक्ति दार्शनिक एम्पिडोकल्स माने जाते हैं, जिन्होंने कहा था कि प्रकाश गति है, और गति में गति होनी चाहिए। अरस्तू ने इस पर आपत्ति जताई थी, जिन्होंने तर्क दिया था कि प्रकाश केवल प्रकृति में किसी चीज़ की उपस्थिति है, और बस इतना ही। और कुछ भी कहीं नहीं जा रहा है. लेकिन वह कुछ और है! यूक्लिड और टॉलेमी आम तौर पर मानते थे कि प्रकाश हमारी आँखों से उत्सर्जित होता है, और फिर वस्तुओं पर गिरता है, और इसलिए हम उन्हें देखते हैं। संक्षेप में, प्राचीन यूनानी तब तक उतने ही मूर्ख थे जब तक कि उन्हीं प्राचीन रोमनों ने उन पर विजय नहीं प्राप्त कर ली।
मध्य युग में, अधिकांश वैज्ञानिक यह मानते रहे कि प्रकाश के प्रसार की गति अनंत थी, उनमें से, कहते हैं, डेसकार्टेस, केप्लर और फ़र्मेट थे।
लेकिन गैलीलियो जैसे कुछ लोगों का मानना था कि प्रकाश में गति होती है और इसलिए इसे मापा जा सकता है। गैलीलियो का प्रयोग, जिसने दीपक जलाकर गैलीलियो से कई किलोमीटर दूर स्थित एक सहायक को प्रकाश दिया, व्यापक रूप से जाना जाता है। रोशनी देखकर सहायक ने अपना लैंप जलाया और गैलीलियो ने इन क्षणों के बीच की देरी को मापने की कोशिश की। स्वाभाविक रूप से, वह सफल नहीं हुए और अंत में उन्हें अपने लेखन में यह लिखने के लिए मजबूर होना पड़ा कि यदि प्रकाश की गति है, तो यह बहुत अधिक है और इसे मानव प्रयास से नहीं मापा जा सकता है, और इसलिए इसे अनंत माना जा सकता है।
प्रकाश की गति के पहले प्रलेखित माप का श्रेय 1676 में डेनिश खगोलशास्त्री ओलाफ रोमर को दिया जाता है। इस वर्ष तक, उसी गैलीलियो की दूरबीनों से लैस खगोलशास्त्री सक्रिय रूप से बृहस्पति के उपग्रहों का अवलोकन कर रहे थे और यहां तक कि उनकी घूर्णन अवधि की गणना भी कर रहे थे। वैज्ञानिकों ने निर्धारित किया है कि बृहस्पति के निकटतम चंद्रमा, आयो की घूर्णन अवधि लगभग 42 घंटे है। हालाँकि, रोमर ने देखा कि कभी-कभी आयो बृहस्पति के पीछे से अपेक्षा से 11 मिनट पहले दिखाई देता है, और कभी-कभी 11 मिनट बाद में। जैसा कि यह निकला, आयो उन अवधियों में पहले दिखाई देता है जब पृथ्वी, सूर्य के चारों ओर घूमती हुई, न्यूनतम दूरी पर बृहस्पति के पास पहुंचती है, और 11 मिनट पीछे रह जाती है जब पृथ्वी कक्षा के विपरीत स्थान पर होती है, और इसलिए दूर होती है बृहस्पति.
पृथ्वी की कक्षा के व्यास (और यह उन दिनों पहले से ही कमोबेश ज्ञात था) को मूर्खतापूर्ण ढंग से 22 मिनट से विभाजित करने पर, रोमर को प्रकाश की गति 220,000 किमी/सेकेंड प्राप्त हुई, जिससे वास्तविक मान लगभग एक तिहाई कम हो गया।
1729 में, अंग्रेजी खगोलशास्त्री जेम्स ब्रैडली अवलोकन करते हुए लंबन(स्थान में थोड़े से विचलन से) तारे एटामिन (गामा ड्रेकोनिस) ने प्रभाव की खोज की प्रकाश का विचलन, अर्थात। सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की गति के कारण आकाश में हमारे निकटतम तारों की स्थिति में परिवर्तन।
ब्रैडली द्वारा खोजे गए प्रकाश विपथन के प्रभाव से, यह भी निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि प्रकाश के प्रसार की एक सीमित गति होती है, जिसे ब्रैडली ने पकड़ लिया और इसकी गणना लगभग 301,000 किमी/सेकेंड की, जो पहले से ही 1% की सटीकता के भीतर है। आज ज्ञात मूल्य.
इसके बाद अन्य वैज्ञानिकों द्वारा सभी स्पष्ट माप किए गए, लेकिन चूंकि यह माना जाता था कि प्रकाश एक लहर है, और एक लहर अपने आप नहीं फैल सकती है, इसलिए कुछ को "उत्साहित" करने की आवश्यकता है, "के अस्तित्व का विचार" चमकदार ईथर" का उदय हुआ, जिसकी खोज में अमेरिकी भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट मिशेलसन बुरी तरह विफल रहे। उन्होंने किसी चमकदार ईथर की खोज नहीं की, लेकिन 1879 में उन्होंने प्रकाश की गति को 299,910±50 किमी/सेकेंड तक स्पष्ट किया।
लगभग उसी समय, मैक्सवेल ने विद्युत चुंबकत्व के अपने सिद्धांत को प्रकाशित किया, जिसका अर्थ है कि प्रकाश की गति को न केवल सीधे मापना संभव हो गया, बल्कि विद्युत और चुंबकीय पारगम्यता के मूल्यों से प्राप्त करना भी संभव हो गया, जो कि मूल्य को स्पष्ट करके किया गया था 1907 में प्रकाश की गति 299,788 किमी/सेकेंड हो गई।
अंत में, आइंस्टीन ने घोषणा की कि निर्वात में प्रकाश की गति एक स्थिर है और किसी भी चीज़ पर निर्भर नहीं करती है। इसके विपरीत, बाकी सब कुछ - वेग जोड़ना और सही संदर्भ प्रणाली ढूंढना, समय के विस्तार के प्रभाव और उच्च गति पर चलते समय दूरी में परिवर्तन और कई अन्य सापेक्ष प्रभाव प्रकाश की गति पर निर्भर करते हैं (क्योंकि यह सभी सूत्रों में शामिल है) निरंतर)। संक्षेप में, दुनिया में सब कुछ सापेक्ष है, और प्रकाश की गति वह मात्रा है जिसके सापेक्ष हमारी दुनिया में अन्य सभी चीजें सापेक्ष हैं। यहां, शायद, हमें लोरेंत्ज़ को हथेली देनी चाहिए, लेकिन आइए व्यापारिक न बनें, आइंस्टीन आइंस्टीन हैं।
इस स्थिरांक के मूल्य का सटीक निर्धारण 20वीं सदी के दौरान जारी रहा, प्रत्येक दशक में वैज्ञानिकों ने अधिक से अधिक खोज की दशमलव बिंदु के बाद की संख्याएँप्रकाश की गति से, जब तक कि उनके दिमाग में अस्पष्ट संदेह पैदा न होने लगे।
अधिक से अधिक सटीक रूप से यह निर्धारित करते हुए कि प्रकाश प्रति सेकंड कितने मीटर निर्वात में यात्रा करता है, वैज्ञानिकों को आश्चर्य होने लगा कि हम मीटर में क्या माप रहे हैं? आख़िरकार, एक मीटर किसी प्लैटिनम-इरिडियम छड़ी की लंबाई मात्र है जिसे कोई पेरिस के पास किसी संग्रहालय में भूल गया था!
और सबसे पहले एक मानक मीटर पेश करने का विचार बहुत अच्छा लगा। गज, पैरों और अन्य तिरछी थाहों से पीड़ित न होने के लिए, 1791 में फ्रांसीसी ने पेरिस से गुजरने वाली मध्याह्न रेखा के साथ उत्तरी ध्रुव से भूमध्य रेखा तक की दूरी के दस लाखवें हिस्से को मानक माप के रूप में लेने का निर्णय लिया। उन्होंने उस समय उपलब्ध सटीकता के साथ इस दूरी को मापा, प्लैटिनम-इरिडियम (अधिक सटीक रूप से, पहले पीतल, फिर प्लैटिनम, और फिर प्लैटिनम-इरिडियम) मिश्र धातु से एक छड़ी डाली और इसे वजन और माप के इस पेरिसियन चैंबर में डाल दिया। एक नमूना। हम जितना आगे बढ़ते हैं, उतना ही अधिक यह पता चलता है कि पृथ्वी की सतह बदल रही है, महाद्वीप विकृत हो रहे हैं, मेरिडियन स्थानांतरित हो रहे हैं, और दस लाखवें भाग तक वे भूल गए हैं, और छड़ी की लंबाई को एक मीटर के रूप में गिनना शुरू कर दिया है जो पेरिस के "मकबरे" के क्रिस्टल ताबूत में है।
ऐसी मूर्तिपूजा एक वास्तविक वैज्ञानिक को शोभा नहीं देती, यह रेड स्क्वायर (!) नहीं है, और 1960 में मीटर की अवधारणा को पूरी तरह से स्पष्ट परिभाषा में सरल बनाने का निर्णय लिया गया - मीटर संक्रमण द्वारा उत्सर्जित 1,650,763.73 तरंग दैर्ध्य के बिल्कुल बराबर है निर्वात में क्रिप्टन-86 तत्व के अउत्तेजित समस्थानिक के ऊर्जा स्तर 2पी10 और 5डी5 के बीच इलेक्ट्रॉन। खैर, और कितना स्पष्ट?
यह 23 वर्षों तक चलता रहा, जबकि निर्वात में प्रकाश की गति को बढ़ती सटीकता के साथ मापा गया, 1983 तक, आखिरकार, यहां तक कि सबसे जिद्दी प्रतिगामी लोगों को भी एहसास हुआ कि प्रकाश की गति सबसे सटीक और आदर्श स्थिरांक है, न कि किसी प्रकार की। क्रिप्टन के आइसोटोप का. और सब कुछ उल्टा करने का निर्णय लिया गया (अधिक सटीक रूप से, यदि आप इसके बारे में सोचते हैं, तो सब कुछ उल्टा करने का निर्णय लिया गया), अब प्रकाश की गति साथएक वास्तविक स्थिरांक है, और मीटर वह दूरी है जो प्रकाश निर्वात में (1/299,792,458) सेकंड में तय करता है।
प्रकाश की गति का वास्तविक मूल्य आज भी स्पष्ट किया जा रहा है, लेकिन दिलचस्प बात यह है कि प्रत्येक नए प्रयोग के साथ, वैज्ञानिक प्रकाश की गति नहीं, बल्कि मीटर की सही लंबाई स्पष्ट करते हैं। और आने वाले दशकों में प्रकाश की गति जितनी अधिक सटीक पाई जाएगी, अंततः हमें उतना ही अधिक सटीक मीटर प्राप्त होगा।
और इसके विपरीत नहीं.
खैर, अब हम अपनी भेड़ों की ओर वापस चलते हैं। हमारे ब्रह्मांड के निर्वात में प्रकाश की गति अधिकतम, सीमित और स्थिर क्यों है? मैं इसे ऐसे ही समझता हूं.
हर कोई जानता है कि धातु और लगभग किसी भी ठोस वस्तु में ध्वनि की गति हवा में ध्वनि की गति से बहुत अधिक होती है। इसे जांचना बहुत आसान है; बस अपना कान रेलिंग पर रखें, और आप हवा की तुलना में बहुत पहले आने वाली ट्रेन की आवाज़ सुन पाएंगे। ऐसा क्यों? यह स्पष्ट है कि ध्वनि मूलतः एक ही है, और इसके प्रसार की गति माध्यम पर, उन अणुओं के विन्यास पर निर्भर करती है जिनसे यह माध्यम बनता है, इसके घनत्व पर, इसके क्रिस्टल जाली के मापदंडों पर - संक्षेप में, पर माध्यम की वर्तमान स्थिति जिसके माध्यम से ध्वनि संचारित होती है।
और यद्यपि चमकदार ईथर के विचार को लंबे समय से त्याग दिया गया है, निर्वात जिसके माध्यम से विद्युत चुम्बकीय तरंगें फैलती हैं वह बिल्कुल पूर्ण नहीं है, चाहे वह हमें कितना भी खाली क्यों न लगे।
मैं समझता हूं कि यह सादृश्य कुछ हद तक दूर की कौड़ी है, लेकिन यह सच है आपकी उंगलियों पर™वही! सटीक रूप से एक सुलभ सादृश्य के रूप में, और किसी भी तरह से भौतिक कानूनों के एक सेट से दूसरे में सीधे संक्रमण के रूप में, मैं आपसे केवल यह कल्पना करने के लिए कहता हूं कि विद्युत चुम्बकीय (और सामान्य तौर पर, ग्लूऑन और गुरुत्वाकर्षण सहित कोई भी) कंपन के प्रसार की गति, ठीक वैसे ही जैसे स्टील में ध्वनि की गति को रेल में "सिलाया" जाता है। यहीं से हम नाचते हैं.
युपीडी: वैसे, मैं "तारांकन वाले पाठकों" को यह कल्पना करने के लिए आमंत्रित करता हूं कि क्या प्रकाश की गति "कठिन निर्वात" में स्थिर रहती है। उदाहरण के लिए, ऐसा माना जाता है कि 10-30 K तापमान के क्रम की ऊर्जा पर, वैक्यूम आभासी कणों के साथ उबलना बंद कर देता है, और "उबलना" शुरू कर देता है, यानी। अंतरिक्ष का ताना-बाना टुकड़े-टुकड़े हो जाता है, प्लैंक मात्राएँ धुंधली हो जाती हैं और अपना भौतिक अर्थ खो देती हैं, आदि। क्या ऐसे निर्वात में प्रकाश की गति फिर भी बराबर होगी सी, या क्या यह चरम गति पर लोरेंत्ज़ गुणांक जैसे सुधारों के साथ "सापेक्षतावादी निर्वात" के एक नए सिद्धांत की शुरुआत को चिह्नित करेगा? मैं नहीं जानता, मैं नहीं जानता, समय बताएगा...