سرعت نور و بازی زمان

احتمالا شنیده‌اید که نور با سرعت 300هزار کیلومتر بر ثانیه جابه‌جا می‌شود. به همین علت است که وقتی به ماه نگاه می‌کنیم، نور بازتاب شده خورشید از سطح ماه در حالی با آن سرعت مافوق تصور به چشم ما می‌رسد که دست‌کم نیاز به 3/1 ثانیه برای پیمودن فاصله 400هزار کیلومتری ماه تا زمین دارد. به این ترتیب ما وضعیتی از ماه را در زمین می‌بینیم که دقیقا 3/1 ثانیه پیش داشته است. پس اگر اتفاقی روی سطح ماه بیفتد، از آنجا که تصویر آن اتفاق بایستی در قالب نور یا هر موج الکترومغناطیس دیگری به ما در زمین برسد (و بنا به آنچه از فیزیک می‌دانیم، رسیدن به سرعت بالاتر از نور در حال حاضر ممکن نیست) پس ما همه اتفاقات روی سطح ماه را با تأخیر 3/1 ثانیه‌ای در زمین مشاهده می‌کنیم.
اگر بخواهیم با خودروی شخصی با سرعت صد کیلومتر بر ساعت یک دور به دور زمین بچرخیم و در مسیر هیچ توقفی نکنیم تا دوباره به مبدأ حرکت برسیم، با فرض این‌که دورادور زمین پل احداث شده باشد تا مسیری مستقیم پیش‌رویمان باشد و مجبور هم نباشیم از پیچ و خم جاده‌ها حرکت کنیم، در این صورت در پایان سفرمان که 16 روز و 17 ساعت طول می‌کشد، کیلومترشمار خودروی ما عدد 40هزار و 75کیلومتر را نشان خواهد داد.
حالا تصور کنید اگر می‌توانستیم ماشینی داشته باشیم که با سرعت نور حرکت کند و در هر ثانیه 300هزار کیلومتر را بپیماید، در این صورت همین مسیر طولانی 16 روز و 17 ساعته را در 13/0 ثانیه طی می‌کردیم. به بیان دیگر با ماشینی که با سرعت نور حرکت می‌کند می‌توانستیم در یک ثانیه تقریبا 5/7 دور به گرد زمین بچرخیم!
اما بیایید ببینیم اگر همین الان بخواهیم با سرعت نور به مریخ سفر کنیم چقدر در راه خواهیم بود؟
امشب فاصله مریخ از زمین تقریبا 186میلیون و 112هزار کیلومتر است و در شب‌های آتی با دورترشدن موقعیت مریخ در مدارش از زمین، این عدد اندک‌اندک بیشتر هم خواهد شد. فرض کنید تا یک ساعت دیگر قرار است سوار همان ماشینی شویم که با سرعت نور حرکت می‌کند. با یک حساب و کتاب ساده می‌بینید حدود شش دقیقه و 20 ثانیه تا مریخ طول می‌کشد! این در حالی است که همین یک ماه پیش بود که فضاپیمای اینسایت، فاصله زمین تا مریخ را پس از شش ماه و 20 روز پیمود و پنجم آذر با موفقیت بر سطح سیاره سرخ فرود آمد.
حالا موقعیت دیگری را بررسی می‌کنیم. فرض کنیم الان روی مریخ آینه‌ای نصب شده و قرار است امشب با تلسکوپی فوق‌العاده قوی خودمان را از زمین در این آینه که روی مریخ است ببینیم! فکر می‌کنید چه اتفاقی می‌افتد؟
باید مدت رفتن نور از زمین تا آینه مریخی و مدت بازگشت آن نور را محاسبه کنیم. بالاتر حساب کردیم که امشب، نور فاصله زمین تا مریخ را در شش دقیقه و 20 ثانیه می‌پیماید. بنابراین اگر همین الان با تلسکوپ به آینه روی مریخ نگاه کنیم، وضعیتی از خودمان را می‌بینیم که 12دقیقه و 40 ثانیه پیش داشتیم! یعنی خودتان را احتمالا در شرایطی در آینه مریخ می‌بینید که تازه تصمیم به خواندن این یادداشت کرده بودید!
احتمالا می‌دانید نزدیک‌ترین ستاره پس از خورشید به ما در کهکشان راه شیری پروکسیما- قنطورس نام دارد که فاصله‌اش تا زمین 3/4سال نوری است. بتازگی ناسا خبر از کشف سیاره‌ای بسیار شبیه زمین به دور آن داده است. اگر تصور کنیم قرار است به آینه‌ای در آن سیاره دوردست با تلسکوپ نگاه کنیم، در این صورت وضعیتی از خودمان را خواهیم دید که حدود هشت سال و نیم پیش در این لحظه داشتیم!
قوانین جالب فیزیک و سرعت نور موجب می‌شود گاهی بتوانیم جهان را از زاویه‌ای عجیب نگاه کنیم تا بار دیگر به خودمان ثابت شود، بسیاری از فرآیندها همیشه همان‌طور که به نظر می‌رسند در واقعیت رخ نمی‌دهد!

کاظم کوکرم

دانش