रंग, तरंग दैर्ध्य या ऊर्जा के बावजूद, जिस गति से प्रकाश एक निर्वात में यात्रा करता है वह स्थिर रहता है। यह स्थान और समय में स्थान या दिशाओं पर निर्भर नहीं करता है।यूनिवर्स में कुछ भी शून्य में प्रकाश से तेज चलने में सक्षम नहीं है। 299 792 458 मीटर प्रति सेकंड। यदि यह एक विशाल कण है, तो यह केवल इस गति तक पहुंच सकता है, लेकिन इस तक नहीं पहुंच सकता है; यदि यह एक द्रव्यमान रहित कण है, तो इसे हमेशा इस गति के साथ चलना चाहिए, यदि यह खाली जगह पर हो रहा है। लेकिन हम यह कैसे जानते हैं और क्यों? इस सप्ताह, हमारे पाठक ने हमसे प्रकाश की गति से संबंधित तीन प्रश्न पूछे:
प्रकाश परिमित की गति क्यों है? वह सिर्फ जिस तरह से है वह क्यों है? क्यों नहीं तेज और धीमी?
19 वीं शताब्दी तक, हमारे पास इस डेटा की कोई पुष्टि नहीं थी।
एक प्रिज्म से गुजरने वाले प्रकाश का चित्रण और स्पष्ट रंगों में विभाजित करना।यदि प्रकाश पानी, एक प्रिज्म या किसी अन्य माध्यम से गुजरता है, तो इसे विभिन्न रंगों में विभाजित किया जाता है। लाल रंग उस कोण पर नहीं होता है जिस पर वह नीला होता है, इस कारण इंद्रधनुष जैसा कुछ उत्पन्न होता है। यह दृश्यमान स्पेक्ट्रम के बाहर मनाया जा सकता है; अवरक्त और पराबैंगनी प्रकाश समान व्यवहार करते हैं। यह तभी संभव होगा जब विभिन्न तरंगदैर्ध्य / ऊर्जाओं के प्रकाश के लिए माध्यम में प्रकाश की गति अलग हो। लेकिन एक वैक्यूम में, किसी भी माध्यम के बाहर, सभी प्रकाश समान परिमित गति से चलते हैं।
माध्यम के माध्यम से तरंगदैर्घ्य के आधार पर प्रकाश की अलग-अलग गति के कारण रंगों में प्रकाश का पृथक्करण होता हैवे केवल 19 वीं शताब्दी के मध्य में इसके साथ आए, जब भौतिक विज्ञानी
जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने दिखाया कि वास्तव में प्रकाश क्या है: एक विद्युत चुम्बकीय तरंग। मैक्सवेल ने पहली बार एकल, एकीकृत प्लेटफॉर्म पर इलेक्ट्रोस्टैटिक्स (स्थिर प्रभार), इलेक्ट्रोडायनामिक्स (मूविंग चार्ज और करंट), मैग्नेटोस्टैटिक्स (निरंतर चुंबकीय क्षेत्र) और मैग्नेटोडायनामिक्स (प्रेरित धाराएं और वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र) की स्वतंत्र घटना रखी। इसे नियंत्रित करने वाले समीकरण - मैक्सवेल के समीकरण - हमें एक प्रतीत होता है सरल प्रश्न के उत्तर की गणना करने की अनुमति देते हैं: विद्युत या चुंबकीय स्रोतों के बाहर खाली स्थान में किस प्रकार के विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र मौजूद हो सकते हैं? आरोपों के बिना और धाराओं के बिना, यह तय करना संभव होगा कि कोई नहीं - लेकिन मैक्सवेल के समीकरण आश्चर्यजनक रूप से विपरीत साबित होते हैं।
उनके स्मारक के पीछे मैक्सवेल समीकरण प्लेटकुछ भी संभव समाधान नहीं है; लेकिन एक और बात भी संभव है - एक चरण में परस्पर लंबित विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र। उनके पास कुछ आयाम हैं। उनकी ऊर्जा क्षेत्र दोलनों की आवृत्ति से निर्धारित होती है। वे एक निश्चित गति से आगे बढ़ते हैं, दो स्थिरांक द्वारा निर्धारित होते हैं: μ
0 और μ
0 । ये स्थिरांक हमारे ब्रह्मांड में विद्युतीय और चुंबकीय अंत: क्रिया के परिमाण को निर्धारित करते हैं। परिणामी समीकरण एक लहर का वर्णन करता है। और, किसी भी तरंग की तरह, इसकी गति 1 / µ
0 ,
0 होती है , जो c के बराबर होती है, निर्वात में प्रकाश की गति।
पारस्परिक रूप से लंबवत विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक चरण में दोलन करते हैं, प्रकाश की गति पर प्रचार करते हैं, विद्युत चुम्बकीय विकिरण का निर्धारण करते हैंसैद्धांतिक दृष्टिकोण से, प्रकाश बड़े पैमाने पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। विद्युत चुंबकत्व के नियमों के अनुसार, उसे 1 / at µ
0 c
0 की गति से चलना चाहिए, c के बराबर - इसके अन्य गुणों (ऊर्जा, गति, तरंग दैर्ध्य) की परवाह किए बिना। ε
0 को संधारित्र बनाने और मापने के द्वारा मापा जा सकता है; µ
0 एम्पीयर, विद्युत प्रवाह की इकाइयों से सटीक रूप से निर्धारित होता है, जो हमें सी देता है। मैक्सवेल द्वारा 1865 में पहली बार काटे गए एक ही मौलिक स्थिरांक के बाद से कई अन्य स्थानों पर दिखाई दिया:
• यह गुरुत्वाकर्षण सहित किसी भी द्रव्यमान कण या तरंग की गति है।
• यह एक मूलभूत निरंतर है जो सापेक्षता के सिद्धांत में आपके आंदोलन के साथ अंतरिक्ष में अपने आंदोलन को सहसंबद्ध करता है।
• और यह मूल द्रव्यमान को शेष द्रव्यमान, E = mc
2 से जोड़ने वाली मूलभूत ऊर्जा है
रोमेर की टिप्पणियों ने हमें ज्यामिति का उपयोग करके प्राप्त प्रकाश की गति के पहले माप के साथ प्रदान किया और समय को मापने के लिए यह प्रकाश की पृथ्वी की कक्षा के व्यास के बराबर दूरी की यात्रा करने के लिए लेता है।इस मात्रा का पहला माप खगोलीय टिप्पणियों के दौरान किया गया था। जब बृहस्पति के चंद्रमा ग्रहण स्थिति में प्रवेश करते हैं और बाहर निकलते हैं, तो वे
प्रकाश की गति के आधार पर एक निश्चित क्रम में पृथ्वी से दृश्यमान या अदृश्य दिखाई देते हैं। इसने 17 वीं शताब्दी में एस के पहले मात्रात्मक माप का नेतृत्व किया, जो 2.2 × 10
8 मीटर / सेकंड पर निर्धारित किया गया था। स्टारलाईट विचलन - तारे और पृथ्वी की चाल के कारण जिस पर दूरबीन लगी है - का भी संख्यात्मक रूप से अनुमान लगाया जा सकता है। 1729 में, इस माप पद्धति ने एक मान दिखाया जो आधुनिक से केवल 1.4% भिन्न होता है। 1970 के दशक तक, केवल 0.0000002% की त्रुटि के साथ 299 792 458 मीटर / सेकंड पाए गए, जिनमें से अधिकांश मीटर या सेकंड को सही ढंग से निर्धारित करने में असमर्थता से उपजी थीं। 1983 तक, सी और परमाणु विकिरण के सार्वभौमिक गुणों के माध्यम से दूसरे और मीटर को फिर से परिभाषित किया गया था। अब प्रकाश की गति 299 792 458 m / s है।
6S कक्षीय, 1f 1 से परमाणु संक्रमण, मीटर, दूसरा और प्रकाश की गति निर्धारित करता हैतो प्रकाश की गति अधिक क्यों नहीं है और कम नहीं है? स्पष्टीकरण उतना ही सरल है जितना कि अंजीर में दिखाया गया है। उच्च परमाणु। प्रकृति के भवन ब्लॉकों के मौलिक क्वांटम गुणों के कारण, परमाणु संक्रमण होते हैं। इलेक्ट्रॉनों और परमाणु के अन्य भागों द्वारा बनाए गए विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ परमाणु नाभिक की सहभागिता इस तथ्य को जन्म देती है कि विभिन्न ऊर्जा स्तर एक दूसरे के बेहद करीब हैं, लेकिन अभी भी थोड़ा अलग हैं: इसे
हाइपरफाइन विभाजन कहा जाता है। विशेष रूप से, सीज़ियम -133 की हाइपरफाइन संरचना की संक्रमण आवृत्ति एक बहुत विशिष्ट आवृत्ति के प्रकाश का उत्सर्जन करती है। 9,192,631,770 ऐसे चक्रों के लिए लिया गया समय दूसरा है; इस समय के दौरान प्रकाश की दूरी 299 792 458 मीटर है; जिस गति के साथ यह प्रकाश प्रचार करता है वह निर्धारित करता है।
एक बैंगनी फोटॉन पीले की तुलना में एक लाख गुना अधिक ऊर्जा वहन करता है। फर्मी स्पेस गामा टेलीस्कोप गामा-रे फट से हमारे पास आए किसी भी फोटोन के किसी भी देरी को नहीं दिखाता है, जो सभी ऊर्जाओं के लिए प्रकाश की गति की गति की पुष्टि करता हैइस परिभाषा को बदलने के लिए, यह आवश्यक है कि अपनी वर्तमान प्रकृति से मौलिक रूप से अलग कुछ इस परमाणु संक्रमण के साथ या उससे आने वाले प्रकाश के साथ होना चाहिए। यह उदाहरण हमें एक मूल्यवान सबक भी देता है: यदि परमाणु भौतिकी और परमाणु संक्रमण ने अतीत या लंबी दूरी पर अलग-अलग तरीके से काम किया, तो यह समय के साथ प्रकाश की गति में बदलाव का सबूत होगा। अब तक, हमारे सभी माप केवल प्रकाश की गति की गति पर अतिरिक्त प्रतिबंध लगाते हैं, और ये प्रतिबंध बहुत सख्त हैं: परिवर्तन पिछले 13.7 अरब वर्षों में मौजूदा मूल्य के 7% से अधिक नहीं है। यदि, इन कुछ मैट्रिक्स के लिए, प्रकाश की गति स्थिर नहीं होगी, या यदि यह विभिन्न प्रकार के प्रकाश के लिए भिन्न होगी, तो इससे आइंस्टीन के बाद सबसे बड़ी वैज्ञानिक क्रांति हो जाएगी। इसके बजाय, सभी सबूत ब्रह्मांड के पक्ष में बोलते हैं, जिसमें भौतिकी के सभी नियम हमेशा, हर जगह, सभी दिशाओं में, हर समय एक ही रहते हैं, जिसमें प्रकाश का भौतिकी भी शामिल है। एक अर्थ में, यह काफी क्रांतिकारी जानकारी भी है।
एथन सीगल - खगोल वैज्ञानिक, विज्ञान लोकप्रिय, एक बैंग्स के साथ शुरुआत के लेखक! उन्होंने "बियॉन्ड द गैलेक्सी" [ बियॉन्ड द गैलेक्सी ], और "ट्रैकनोलॉजी: स्टार ट्रेक का विज्ञान" [ ट्रेकोनोलॉजी ] किताबें लिखीं ।