مشاوره رایگان تحصیلی
منو

توهم حرکت ِ “سریع تر از نور”

+ 139
رأی شما
- 222

هیچ چیز نمی تواند سریع تر از نور حرکت کند. رابرت نمیروف که استاد فیزیک در دانشگاه صنعتی میشیگان است، خود این واقعیت را انکار نمی کند ولی سناریویی را در اندیشه دارد که در آن، چیزی از دید یک بیننده، در حال حرکت سریع تر از سرعت نور به نظر می آید. نمود و نمایش چنین چیزی می تواند گول زننده باشد ولی در این مورد، شاید حتی کاربردهای عملی هم داشته باشد.

پایه ی این سناریوی سریع تر از نور نسبتا پیچیده است، اما در نشست انجمن اخترشناسی آمریکا که در روز ۸ ژانویه برگزار شد، نمیروف آن را در چند آزمایش فکری کوتاه توضیح داد. برای نمونه، یک اتاق را با سقفی به بلندی ۵۰ پا (فوت) و دیوارهایی به پهنای ۵۰ متر در ۵۰ متر در نظر بگیرید، فرض کنید در میان اتاق به پشت و با یک نشانگر لیزری در دست دراز کشیده اید به گونه ای که می توانید نقطه ی کوچک لیزر را روی سقف ببینید. اکنون نقطه ی لیزر را از چپ به راست روی سقف جابجا می کنید. برای این کار تنها نیاز به آن دارید که دستتان را چند اینچ تکان دهید، ولی در مدت کوتاهی که دستتان را تکان می دهید، نقطه ی روشن روی سقف ۵۰ پا جابجا می شود. اگر مچ دستتان را سریع حرکت دهید، نقطه ی روشن به سادگی در نیم ثانیه ۵۰ پا ، یعنی با سرعتی هم ارز ۱۱۰ کیلومتر بر ساعت، جابجا می شود.

اکنون این سناریو را به یک مقیاس بسیار بزرگ گسترش دهید و اتاقی را با بلندا و پهنای چندین مایل در نظر بگیرید. نشانگر لیزری را هم با توان بسیار بیشتر تصور کنید. نقطه ی روشنی که بر سقف می افتد می تواند با سرعت صدها کیلومتر بر ساعت جابجا شود. به نظرتان امکان ندارد که در یک اتاق به اندازه ی کافی بزرگ، سرعت نقطه ی روشن روی سقف از دید ما، از سرعت نور هم بیشتر شود؟ نمیروف می گوید این امکان وجود دارد، بدون آنکه هیچ قانون قیزیکی شکسته شود. نسبیت عام اینشتین توهم حرکت سریع تر از نور را برای یک جسم (مانند یک تک فوتون نور) ناشدنی می داند. آزمایش نمیروف این قانون فیزیک را نمی شکند زیرا نشانگر لیزر یک شار از فوتون ها تولید می کند، نه یک تک فوتون. هیچ یک از تک فوتون های درون این شار سریع تر از نور حرکت نمی کنند، بلکه همه با هم می توانند توهم (خطای دید) حرکت سریع تر از نور را پدید آورند.

این بخش نخست از آزمایش ذهنی نمیروف بود، اکنون یک نشانگر لیزر را تصور کنید که یکراست دارد به ژرفای بی پایان فضا می تابد. نقطه ی روشن لیزر را هیچ جا نمی بینید زیرا در واقع در اتاقی هستید که پایانی ندارد. اکنون تصور کنید دارید این نشانگر را همراستا (موازی) با یک دیوار بی پایان می تابانید. اگر مچ دستتان را بچرخانید، باریکه ی لیزر دیگر همراستا با دیوار نخواهد بود و در جایی آن را قطع خواهد کرد. ولی در چه نقطه ای؟ در بی نهایت که نمی تواند باشد زیرا در آن صورت نیاز به زمان بی نهایت هم خواهد بود. ولی درست کنارتان هم نخواهد بود– این نقطه باید جایی میان شما و بی نهایت باشد. ولی به گفته ی نمیروف، اگر یک نقطه ی محدود را برای جایی که نور باید بیفتد برگزینید، باریکه ی لیزر می بایست همیشه درست در آن سوی آن نقطه باشد، یک گام به بی نهایت نزدیک تر. در واقع، نقطه ی نور باید همیشه در یک زمان، دو جا باشد.

از آنجایی که فوتون باید همزمان در دو جا باشد، به گفته ی نمیروف چیزی بسیار شگرف و غریب رخ می دهد: دو نقطه ی نور بر روی دیوار پدیدار می شوند که دارند رو به دو سوی مخالف حرکت می کنند– یکی از شما دور می شود و دیگری رو به شما می آید. یک نقطه سرعتش بسیار کمتر از سرعت نور است و دیگری به نظر می رسد سریع تر از نور حرکت می کند. (این هم مانند آزمایش لیزر روی سقف، یک خطای دیداری است. این یک تک فوتون نیست که سریع تر از نور جابجا شود.) این فورانی از نور پدید می آورد، چیزی که نیمروف آن را یک “انفجار نوری” (photonic boom) می نامد زیرا همانند انفجار صوتی (sonic boom) است که در پی شکستن دیوار صوتی رخ می دهد، یعنی زمانی که چیزی سریع تر از صدا حرکت کنند و از امواج صدا جلو بیفتد. [*] نمیروف در پژوهش خود چنین استدلال می کند که این انفجارهای فوتونی در طبیعت وجود دارند و می توانند به جای نشانگر لیزری، با چشمه های نوری دیگری مانند تپ اخترها رخ دهند. تپ اخترها ستارگان رُمبیده و بسیار چگالی‌اند که باریکه های نوری پایدار و بسیار درخشان پدید می آورند.

نمیروف در بیانیه ای از دانشگاه صنعتی میشیگان گفت: «انفجارهای فوتونی بارها و بارها پیرامون ما رخ می دهند، ولی همیشه کوتاه تر از آنند که متوجهشان بشویم. اما در اعماق کیهان به اندازه ی کافی طول می کشند که ما متوجه شویم– هرچند که هیچ کس تاکنون به فکر جستجوی آن ها نبوده.» رُزانه دی استفانو از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین به گفته های نمیروف می افزاید: «این پنداشت کلی گرچه در عمل ثابت نشده، ولی بسیار فریبنده و جذاب است.» به گفته ی نمیروف، یک انفجار فوتونی می تواند به جای یک دیوار بی پایان، زمانی دیده شود که باریکه ای از نور بر روی یک سطح کروی با خطوط ژرفا، مانند کره ی ماه جابجا شود. چنان چه او می گوید: «جزئیات این پدیده بر پایه ی تاثیر دوسویه ایست که میان “زمانی که طول می کشد تا یک باریکه ی نور از روی جسمی بگذرد” و “زمانی که طول می کشد تا ژرفای جسم را بپیماید” برقرار است.» بنابراین اگر ماه تنها یک صفحه ی صاف و هموار بود، انفجار فوتونی نمی توانست روی آن پدید آید.

با اندازه گیری یک انفجار فوتونی می توانیم به آگاهی هایی درباره ی جسمی که انفجار روی آن پدید آمده دست یابیم. بر پایه ی بیانیه ی دانشگاه میشیگان، یک باریکه ی نور می تواند “هزاران بار در ثانیه” از روی سطح یک سیارک بگذرد و آن را بروبَد به گونه ای که “در هر بار گذر، یک انفجار فوتونی بی ضرر ولی گویا پدید آورد.” هر یک از انفجارها سپس می توانند برای “آشکار کردن اندازه و ویژگی های سطحی” سیارک به کار روند. به گفته ی نمیروف، انفجارهای فوتونی را باید بتوان در سحابی NGC ۲۲۶۱ هم دید. بر پایه ی بیانیه ی دانشگاه، سایه هایی که در اثر گذر نور این ستاره از میان ابرهای گازی و بازتاب آن از روی ابر غبار پدید آمده، «انفجارهای فوتونی‌ای به وجود آورده اند که تا چند روز یا چند هفته هم دیده می شوند.» جزئیات این پژوهش در  arxiv منتشر شده است.

*توجه کنید که انفجار فوتونی با تابش چرنکوف تفاوت دارد. تابش چرنکوف زمانی پدید می آید که سرعت جسمی در یک محیط ویژه، از سرعت نور در آن محیط بیشتر شود، ولی در انفجار فوتونی، هیچ چیزی واقعا سریع تر از نور حرکت نکرده. (سرعت نور در مواد گوناگون تفاوت دارد)

سایت علمی بیگ بنگ

+ 139
رأی شما
- 222
hesam jalali
Hello . That's good . This solve is very sweet.
‌سه شنبه 11 فروردين 1394 - 05:32
erfan.k
به نظر من می توان به سرعت نور رسید که البته شرایط خاص و ویژه می خواهد. من خودم کم و بیش روی این موضوع کار می کنم وسعی می کنم آن را اثبات کنم.
یکشنبه 24 خرداد 1394 - 07:56
saeid94j
شاید باید برای رسیدن سرعت یک شی به سرعت نور باید به تک تک اجزای اون انرژی داد یعنی تجزیه بشه و در مقصد دوباره تشکیل بشه. شاید هرچه اجزای تجزیه شده کوچکتر باشه میتونه سریعتر حرکت کنه. اگه نمیشه از سرعت نور بالاتر رفت . نور کوچکترین ذره می باشد
‌سه شنبه 17 آذر 1394 - 13:42
thegodof3d
به نظر من نظریه نسبیت کلا کشکه ، برای مثال الان معلوم نیست زمین به چه سرعتی در کهکشان در حال حرکته
یکشنبه 2 خرداد 1395 - 09:37
Ab_Ir 0- 0- 0 - شهر: Tehran
این نمی تواند درست باشد. چراکه فاصله زمین تا ماه تقریبا 1.3 ثانیه نوری می باشد. این یعنی اگر فردی که لیزر را به سمت ماه نشانه گرفته است، دست خود را حرکت دهد، 1.3 ثانیه طول می کشد که نور از سمت چپ ماه به سمت راست بیاید (اگر زمان چرخش دست را محاسبه نکنیم). یعنی آن فرد تنها موجی همچون موج دریا بر روی شار فوتون ها ایجا می کند و رسیدن این موج تا کره ماه 1.3 ثانیه طول می کشد.
‌سه شنبه 13 مهر 1395 - 15:35



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● تحصیل در کانادا
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (16 پاسخ)
ممان الکتریکی و مغناطیسی (4 پاسخ)
پرواز بر روی ماه (10 پاسخ)
پرسشهایی درباره ی بالن ها (13 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (984 پاسخ)
سوالی ساده در جهت نشان دادن اثبات پدیده گرانش حرکتی (8 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (51 پاسخ)
مسئله ی سیملوله (5 پاسخ)
خطوط میدان الکتریکی (4 پاسخ)
مطالبی پیرامون محاسبه مجدد ثابت جهانی گرانش (0 پاسخ)
مقدار ثابت جهانی گرانش باید اندکی تغییر کند (2 پاسخ)
پذیرش برای دوره کارشناسی در رشته فیزیک (1 پاسخ)
سوال در مورد جریان الکتریکی (5 پاسخ)
اتصال کوتاه خروجی های ژنراتور، روتور (3 پاسخ)
نظریه ی غلظت (68 پاسخ)
زمین تخت گرایان (168 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (2 پاسخ)
منظور معادله E=mc2 چیه؟! (1 پاسخ)
جزئیات الکترون و ... (8 پاسخ)
فنر در میدان الکتریکی (سوالی نسبیتی) (4 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (28 پاسخ)
فرق ایزوتوپ پایدار و ایزوتوپ ناپایدار چیست؟ (6 پاسخ)
آموزش فرمول نویسی در هوپا با Mathjax (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (27 پاسخ)
روش دقیق بدست آوردن ثابت هابل (7 پاسخ)
پارادوکس فوتو الکتریک (23 پاسخ)
تصاویر نجومی (2000 پاسخ)
نفوذ پذیری امواج الکترومغناطیس (16 پاسخ)
مشاهده عجیب یک ستاره (6 پاسخ)
آیا با رد قانون پایستگی انرژی موافقید؟ (32 پاسخ)
کهکشان راه شیری تخت نیست، پیچ‌وتاب دارد (0 پاسخ)
سوال در مورد میدان مغناطیس (18 پاسخ)
بررسي روزانه وضعيت جوي كشور (8 پاسخ)
فرمولی برای محاسبه رسیدن خودرو به خط پایان (4 پاسخ)
یاد گرفتن ریاضی به صورت حرفه‌ای (6 پاسخ)
دلیل سرعت بالای چرخش سیاهچاله های چرخان (0 پاسخ)
پیش بینی لنگ زدن محور چرخش اکثر کهکشان ها و ستارگان بزرگ (0 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (8 پاسخ)
چرا الکترون باید تغییر مکان بده؟ ( طبق کوانتوم) (3 پاسخ)
شبیه سازی رنگ آبی آب دریا (9 پاسخ)
محاسبه گشتاور مورد نیاز بلند کردن جسم (4 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (101 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (14 پاسخ)
انفجار بزرگ (34 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (28 پاسخ)
نیروی پنجم؟ (0 پاسخ)
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (4 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
محاسبه طول یک رول کاغذ به ضخامت و شعاع مشخص (1 پاسخ)
فاصله ی بین نقاطِ شتابدار از دیدِ ناظران لَخت (سوالی نسبیتی) (79 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (6 پاسخ)
نظر غالب در رابطه با انبساط کیهان چیست؟ (0 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی و اثبات کامل آن بر اساس نظریه نسبیت عمومی (9 پاسخ)
گالری عکس آسمان (645 پاسخ)
ضرایب پتانسیل (3 پاسخ)
روش فدیف (انجام محاسبات چند جسمی) (0 پاسخ)
آیا زمان بردار است؟ (چون جهت دارد: از گذشته رو به آینده) (19 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (33 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (3 پاسخ)
نیروی الکتروگراویتی (3 پاسخ)
مقالات فیزیک
چطور از ابتلا به سرماخوردگی و آنفولانزا جلوگیری کنیم؟
کبد چرب چگونه به‌ سراغ شما می‌آید؟
زندگی سیاره‌های فراخورشیدی چگونه است؟
خصوصیت ژنتیکی که می‌تواند مصرف آب کشاورزی را کاهش دهد
مسابقه‌ی شماره‌ی سی و شش (عکاسی از حیوانات)
گرانش کوانتومی تقارن ندارد
کشف باستانی عجیب در فسیل‌ یک دایناسور
چگونه می‌توان به یک فرد با اعتماد‌به‌نفس بالا تبدیل شد و در زندگی موفق بود؟
اگر زمین سه‌ خورشید داشت، شرایط چگونه می‌شد؟
به‌راحتی صاحب لامبورگینی شوید
رژیمی غذایی که حافظه را تقویت می‌کند
کهکشان مارپیچی عجیب با چند بازو!
چگونه اخبار و مطالب جعلی را تشخیص دهیم؟
منشاء مهمان ناخوانده‌ی اسرارآمیز در منظومه‌ی شمسی
آیا ما انسان‌ها در بین موجودات خیلی خاص هستیم؟
سلامت و تندرستی زنان در گرو ترک الکل
چطور با والدین خود در مورد موضوعات مهم گفتگو کنیم؟
درختان چگونه به کمک زمین می‌آیند؟
پیش‌بینی‌های آب و هوایی دقیق‌تر می‌شوند
چگونه یک برنامه ورزشی خوب داشته باشیم؟
باغ وحش خودروها
روش صحیح نشستن پشت کامپیوتر
بیگانگان در کجای کیهان هستند؟
دانشمند ایرانی حالت جدیدی از ماده را کشف کرد
چطور یک کتاب خوب برای مطالعه انتخاب کنیم؟
چگونه حافظه‌ی خود را تقویت کنیم؟
عاقبت انسان‌ها به جنگ غذا ختم می‌شود؟
کشف دایناسوری پرنده با فسیلی در شکمش!
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و پنج
چگونه حلقه‌ی طلای خود را تمییز کنیم؟
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
نئاندرتال‌ها ۵۵هزار سال قبل، از چسب استفاده می‌کردند! (0+)
چرا بیماران در بیمارستان به مریضی جدیدی مبتلا می‌شوند؟ (0+)
ناسا سنجاقکش را به فضا می‌فرستد! (0+)
مهم‌ترین عامل در ضریب بازدهی روزانه‌ی شما (0+)
با فرآیند واردات و مونتاژ خودرو‌ها آشنا شوید (0+)
تله‌های کیهانی، سیاه‌چاله‌ها را شکار می‌کنند! (0+)
روشی جدید برای اندازه‌گیری ثابت هابل (0+)
تک‌شاخ افسانه‌ای کشف شد! (0+)
اعجاز پوست تخم‌مرغ برای انسان (0+)
چرا باید در اطراف زحل به‌دنبال حیات فرازمینی بگردیم؟ (0+)
سرگذشت قاره‌ی جنوبگان در فصل انقراض بزرگ (0+)
چرا برخی کودکان به‌شکل عجیبی چاق می‌شوند؟ (0+)
کشف سه‌سیاره‌ی فراخورشیدی با ویژگی‌هایی خاص (0+)
فُک‌ها حرف می‌زنند! (0+)
چه چیزی از چاه کوانتومی می‌دانید؟ (0+)
ادامه ...