სინათლის სიჩქარე

სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში არის 299 792 კმ/წმ (თუ დავამრგვალებთ 300 000 კმ/წმ.). თეორიულად, არაფერს არ შეუძლია სინათლეზე სწრაფად იმოძრაოს. დედამიწის გარშემო სინათლის სიჩქარით მოძრაობას თუ შეძლებ , ჩვენს პლანეტას 1 წამში 7,5-ჯერ შემოუვლი!!!

ადრე, როდესაც მეცნიერებისთვის სინათლის მოძრაობა შეუცნობელი იყო, ისინი ფიქრობდნენ, რომ სინათლის სიჩქარეს არა აქვს ზღვარი. თუმცა, დრო და დრო ამ ტალღური ბუნების ნაწილაკების მოძრაობის გაზომვები უფრო და უფრო ზუსტი ხდებოდა. დიდი მადლობა ალბერტ აინშტაინისა და სხვა მეცნიერების ნაშრომებს. ჩვენ უკვე ვიცით, რომ სინათლეს ჩვენს სამყაროში ზღვრული სიჩქარე აქვს(ანუ ელ.მაგნიტურ უქრთიერთქმედებას, სინათლეც მისი ერთ-ერთი გამოვლინებაა), რომელიც c ასოთი აღინიშნება. c-ს ვერც ერთი მასიური (რომელსაც მასა აქვს) სხეული ვერ განავითარებს, თუ რატომ, ამას ოდნავ ქვემოთ შეიტყობთ. მტკიცებულებების მიუხედავად მწერალი ფანტასტები და მეცნიერებიც კი ცდილობენ თავიანთი ნაწარმოებებითა თუ ალტერნატიული თეორიებით გაასწრონ სინათლეს და სამყაროს ნებისმიერ წერტილისკენ მომენტალურად გადადაგილდნენ.

სინათლის სიჩქარის ისტორია და თეორია

 პირველად, სინათლის სიჩქარის შესახებ აზრი გამოთქვა ბერძენმა ფილოსოფოსმა არისტოტელემ, რომელსაც ამის გამო უთანხმოება მოუვიდა სხვა ბერძენ ფილოსოფოსთან – ემპედოკლესთან (Empedocles). ემპედოკლე ფიქრობდა, რომ რადგანაც სინათლე მოძრაობს, მას უნდა დასჭირდეს გარკვეული დრო გადასაადგილებლად, ხოლო არისტოტელე არ ეთანხმებოდა და ამბობდა, რომ სინათლეს არა აქვს არანაირი სიჩქარე).

 1667 წელს, იტალიელმა ასტრონომმა გალილეო გალილეიმ ორი ადამიანი დააყენა გორაკზე ნეხევარ კმ-მდე ნაკლები დაშორებით. თითოეულ ადამიანს ეჭირა დაფარული ფარანი. ერთმა ახსნა საფარი თავის ფარანს; როცა მეორემ დაინახა შუქი, მანაც ასევე ახსნა საფარი. იმის დაკვირვებით, თუ რამდენი ხანი დასჭირდა სინათლეს პირველ ფარნიანთან მისვლას, გალილეო ფიქრობდა, რომ ის შეძლებდა გამოეთვალა სინათლის სიჩქარე. სამწუხაროდ, მის მიერ შერჩეული მანძილები ძალიან პატარა იყო განსხვავების შესამჩნევად. იტალიელი ასტრონომის აზრით, სინათლის სიჩქარე ბგერის სიჩქარეზე დაახლოებით 10-ჯერ მეტი იყო.

 1670-იანებში, დანიელმა ასტრონომმა ოლე რომერმა იუპიტერის მთვარის – იოს ტრანზიტი გამოიყენა როგორც სინათლის სიჩქარის ქრონომეტრი. რამდენიმე თვიანი დაკვირვებებით, როცა იომ იუპიტერის უკან ჩაიარა, რომერმა აღოაჩინა, რომ დაბნელება იმაზე გვიან ხდება, ვიდრე ამას გამოთვლები წინასწარმეტყველებენ. რომერი ფიქრობდა, რომ იოდან წამოსულ სინათლეს რაღაც დრო დასჭირდა დედამიწამდე მოსაღწევად. დაბნელებები ყველაზე მეტად მაშინ იგვიანებდნენ, როდესაც დედამიწა და და იუპიტერი ერთმანეთს უშორესი მანძილით იყვნენ დაშორებულნი, ხოლო დაბნელებები დაგეგმილ დროზე მოდიოდნენ, როდესაც ისინი უახლოეს წერტილში იყვნენ (ერთმანეთის მიმართ). მან ჩათვალა, რომ სინათლე 10-11 წუთს ანდომებს მზიდან დედამიწამდე მოსვლას. სინამდვილეში სინათლეს 8 წუთი უნდა! საბოლოოდ, მეცნიერებს ჰქონდათ რიცხვი, რომელსაც სინათლის სიჩქარისთვის გამოიყენებდნენ – რომერის გამოთვლბით 200 000 კმ/წმ.

1728 წელს, ინგლისელმა ფიზიკოსმა ჯეიმს ბერდლიმ თავისი გამოთვლები დაამყარა ვარსკვლავების პოზიციის გამოჩენის ცვალებადობაზე, რაც გამოწვეულია დედამიწის მზის გარშემო მოძრაობით. მან გამოთვალა, რომ სინათლის სიჩქარე 301 000 კმ/წმ იყო.

 1800-იანებიში, ორმა მცდელობამ პრობლემა დააბრუნა დედამიწაზე. ფრანგმა ფიზიკოსმა ჰიპოლიტე ფიზეუმ სინათლის წყარო მიმართა სწრაფად მოძრავ კბილანიან ბორბალზე, რომელსაც სარკე 5 მილის მოშორებით ჰქონდა დამონტაჟებული, რადგან აერეკლა და უკან დაებრუნებინა თავის წყაროსთან. ბორბლის სიჩქარის ცვლილებამ საშუალება მისცა ფიზეუს გამოეთვალა თუ რამდენი ხანი დასჭირდა სინათლეს ხვრელიდან გასვლას – მოპირდაპირე სარკეში და ამ ნახვრეტში ისევ უკან დაბრუნებას. სხვა ფრანგმა ფიზიკოსმა ლეონ ფოკოლტმა მბრუნავი სარკის გამოყენება ამჯობინა ბორბალს. ორი ერთმანეთისაგან დამოუკიდებელი მეთოდი იმაზე მეტყველებდა, რომ სინათლის სიჩქარე 1000 მილი (1600 კმ) იყო წამში 🙂

 პრუსიაში დაბადებულმა ალბერტ მაიკელსონმა, რომელიც გაიზარდა აშშ-ში, სცადა ფოკოლტის მეთოდის გამეორება 1879 წელს, მაგრამ მან გამოიყენა უფრო დიდი დისტანცია და ასევე უკიდურესად მაღალი ხარისხის სარკეები და ლინზები. მისი შედეგი იყო 299 910 კილომეტრი წამში. ეს სინათლის სიჩქარის ყველაზე ზუსტი გამოთვლა იყო 40 წელიწადის განმავლობაში.

აინშტაინი და ფარდობითობის სპეციალური თეორია

 1905 წელს, ალბერტ აინშტაინმა გამოაქვეყნა ფარდობითობის სპეციალური თეორია. მასში, მან დააწესა, რომ სინათლე მოძრაობს ერთი და იმავე სიჩქარით, დამკვირვებლის მოძრაობის სიჩქარის მიუხედავად. დედამიწა მოძრაობს მზის გარშემო, მზე კი გალაქტიკაში მოძრაობს, ხოლო ჩვენი გალაქტიკა კი სხვა გალაქტიკების მსგავსად კოსმოსში მოძრაობს. გაზომილი სინათლის სიჩქარე იქნება იგივე, რა ადგილზეც უნდა იმყოფებოდეს დამკვირვებელი – გალაქტიკის შიგნით, გარეთ, დედამიწაზე თუ ღრმა კოსმოსში. ასე რომ, აინშტაინის თეორიის მიხედვით, სინათლის სიჩქარე არ იცვლება დროსა და სივრცეში(მულტისამყარო).

 სინათლის სიჩქარის გამო სამყარო დროის მანქანას წააგავს. მანძილს, რომელსაც სინათლე ერთ წელიწადში გადის, სინათლის წელიწადი ეწოდება. სინათლის წელიწადი ზომავს ორივეს – დროსაც და მანძილსაც. ეს ისეთი ძნელი გასაგები არაა, როგორიც ბევრს ჰგონია. დაუკვირდით კარგად: მთვარიდან წამოსული სინათლე ჩვენს თვალებამდე 1 წამში აღწევს, რაც იმას ნიშნავს, რომ მთვარე 1 სინათლის წამით არის დაშორებული. მზის შუქი კი 8 წუთს ანდომებს დედამიწამდე მოსვლას და ის 8 სინათლის წუთით არის დაშორებული. უახლოესი ვარსკვლავური სისტემიდან – ალფა ცენტავრიდან წამოსულ სინათლეს 4,3 წელიწადი სჭირდება. ანუ ალფა ცენტავრი 4,3 სინათლის წელიწადით არის დაშორებული. ხო არ ყოფილა ძნელი? 🙂

 ვარსკვლავები და სხვა ობიექტები მზის სისტემის მიღმა, ნებისმიერ ადგილას, რამდენიმე სინათლის წლიდან დაწყებული რამდენიმე მილიარდი სინათლის წლით დამთავრებული არიან დაშორებულნი დედამიწას. აქედან გამომიდანარე, ვთქვათ ასტრონომები სწავლობენ ობიექტს, რომელიც 10 სინათლის წლითაა დაშორებული. ისინი ამ ობიექტს ხედავენ ისეთს, როგორიც იყო ზუსტად 10 წლის წინ. მაგალითად, 8 სინათლის წლით დაშორებული ვარსკვლავი ისეთი ჩანს ახლა, როგორიც მიშას გაპრეზიდენტების დროს იყო (ნუ დაახლოებით). ასე რომ, ჩვენ როცა ვიყურებით შორეულ სამყაროში, პირდაპირი მნიშნველობით ჩვენ ვიხედებით წარსულში. ეს პრინციპი ასტრონომებს საშუალებას აძლევს დაინახონ სამყარო, როცა ის დიდი აფეთქების დროს გამოიყურებოდა – აფეთქება, რომელიც დაახლოებით 13,7 მილიარდი წლის წინ მოხდა.

ნამდვილად არის სინათლის სიჩქარე მუდმივი?

 სინათლე ტალღურად მოძრაობს და ბგერის მსავსად შეიძლება შევანელოთ. მისი შენელება დამოკიდებულია გავრცელების გარემოზე. არაფერს შეუძლია გაუსწორს სინათლის სიჩქარეს ვაკუუმში. თუმცა თუ რეგიონი შეიცავს რამე მატერიას, მტვერსაც კი, სინათლე შეიძლება შენელდეს ნაწილაკებთან კონტაქტის გამო(დრო ხელმეორედ გამოსხივებაზე იკარგება; ფოტონი).

 დედამიწის ატმოსფეროში შემომავალი შუქი თითქმის იმავე სიჩქარით მოძრაობს, რამდენითაც ვაკუუმში, ხოლო ბრილიანტში სინათლე თითქმის ნახევარი სიჩქარით მოძრაობს. მარგალიტში დაახლოებით 124 000 კმ/წმ სიჩქარით – არც ისეთი პატარაა ეს, რომ სასაცილოდ მოგვეჩვენოს (ინგლისური იუმორი :))

შესაძლებელია სინათლეზე სწრაფად ვიმოძრაოთ?

  აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის თანახმად, ობიექტი რაც უფრო სწრაფად მოძრაობს, მისი მასა უფრო იზრდება, ხოლო მისი სიგრძე კი მცირდება. სინათლის სიჩქარეზე(ფოტონებს არ გააჩნიათ უძრაობის მასა), როდესაც ობიექტს აქვს უსასრულო მასა,  მისი სიგრძე ნულს უტოლდება… ეს სრულიად წარმოუდგენელია! აქედან გამომდინარე, არც ერთ მატერიალურ სხეულს არ შეუძლია სინათლის სიჩქარის განვითარება.

ავტორი:ბექა მამუკაშვილი.

Show Comments Hide Comments

2 thoughts on სინათლის სიჩქარე

  1. მარი ამბობს:

    რა კარგია რო ჩემ დაბდღეზე დგიდევთ ეს სტატია, და ის მაინტერესებს სინათლის წელიწადი დროს როგორ ზომავს? სინათლის წამი არის მანძილი დედამიწიდან მთვარემდე,იმიტომ რომ სინათლე ამ მანძილს ერთ წამში გაივლის. მაგრამ დროის კუთხით რა მაჩვენებელია? დამეხმარეთ

  2. admin ამბობს:

    ვერ მივხვდი შეკითხვას :/ დააკონკრეტეთ.

კომენტარის დატოვება

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *