الضوء هو إشعاع كهرومغناطيسي، أي موجة كهربية وموجة مغناطيسية متزاوجتان وتسافران خلال الزمكان، ليس له كتلة، وهو أمر مهم لأن كتلة الجسم –سواءً أكان ذرة غبار أم مركبة فضائية- هي ما يحدد السرعة القصوى التي يسافر بها هذا الجسم عبر الفضاء.
لأن الضوء بلا كتلة فيمكنه بلوغ حد السرعة القصوى في الفراغ، (300,000 كيلومتر/ثانية)، أو تقريبًا (9.6 تريليون كم/سنة)، لا شئ يسافر أسرع من ذلك في الفضاء.
لكن رغم سرعة الضوء المذهلة، فإن الفضاء واسع بشكل مذهل، إذ يحتاج الضوء إلى 8 دقائق ليصل إلينا من الشمس التي تبعد عنا 150 مليون كيلومتر.
في هذه المسافات الشاسعة، كيف يسافر الضوء عبر الفضاء دون أن يفقد طاقته ببطء؟ فعليًا، يفقد الضوء بعض طاقته، هذا يحدث عندما يرتد عن شيء مثل غبار بين مجري، أو يتشتت عنه.
لكن معظم الضوء يسير دون تصادمات مع أي شيء، غالبًا لأن الفضاء فارغ تقريبًا، دون أي أجسام تعترض طريق الضوء. لهذا لا يفقد الضوء أي طاقة إذ يسافر دون عوائق، وبهذا يحافظ على سرعته ثابتة إلى الأبد.
تخيل هذه التجربة: أنت رائد فضاء على متن محطة الفضاء الدولية، تدور بسرعة 27,000 كيلومتر في الساعة، مقارنةً بشخص على الأرض، فإن ساعتك تسير ببطء بمعدل 0.01 ثانية كل عام.
هذا مثال على تمدد الزمن، إذ يمر الزمن بسرعات مختلفة في ظل الظروف المختلفة، إذا كنت تسافر بسرعة عالية أو كنت قريبًا من مجال جاذبية كبير، ستسير ساعتك أبطأ مقارنةً بشخص يتحرك أبطأ منك أو أبعد عن مجال الجاذبية الكبير، هذا هو معنى أن الزمن نسبي.
الآن اعتبر أن الضوء مرتبط بالزمن، تخيل نفسك جالسًا على فوتون وهو الجسيم الأولي للضوء، هنا ستختبر تمدد الزمن الأقصى، كل الناس على الأرض ستقيس وقتك بسرعة الضوء لكن من منظورك سيتوقف الزمن تمامًا.
هذا لأن «الساعات» التي تقيس الزمن في مكانين مختلفين تعمل بسرعات متباينة: يسافر الفوتون بسرعة الضوء، بالمقارنة بسرعة الأرض شديدة البطء المسافرة حول الشمس.
عندما تسافر بسرعة الضوء أو بسرعة قريبة منها، ستصبح المسافة بينك وبين وجهتك أقصر، هذا لأن الفضاء نفسه ينضغط في اتجاه حركتك، لذلك كلما زادت سرعتك تصبح رحلتك أقصر.
على هذا بوسعك أن تتخيل ما مر به فوتون الضوء في رحلته عبر ملايين الكيلومترات في الفضاء حتى يصل إليك وأنت جالس تتأمل: في الواقع كانت رحلته قصيرة جدًا تُقدر بأجزاء الثانية. لقد انضغط الفضاء بالنسبة إليه فأصبحت سرعته لا نهائية ورحلته قصيرة بدرجة لا تصدق.
اقرأ أيضًا:
فرضية الضوء المرهق: النظرية التي تناقض الانفجار الكبير!
الظل يمكن أن ينتقل أسرع من الضوء على سطح ما بوجود شعلة قوية جدًا
ترجمة: وليد محمد عبد المنعم
تدقيق: أكرم محيي الدين
