ที่ความเร็วแสงในสุญญากาศอยู่ที่ 299,792,458 เมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นตัวเลขที่นักวิทยาศาสตร์เห็นพ้องต้องกันในที่สุดในปี 1975 แต่ทำไมต้องตกลงตามตัวเลขนั้นด้วย และเหตุใดจึงสำคัญ?
การตอบคำถามเหล่านี้พาเราไปสู่การเดินทางอันน่าทึ่งผ่านอวกาศ เวลา ฟิสิกส์ และการวัด และเรื่องราวดังกล่าวยังไม่ค่อยได้รับการบอกเล่า การศึกษาสมัยใหม่กำลังตั้งคำถามเกี่ยวกับความเร็วแสงเป็นครั้งแรกในรอบศตวรรษ
ในการเริ่มต้นตั้งแต่เริ่มต้น ประวัติศาสตร์บางอย่าง: ในตอนต้นของศตวรรษที่ 17 มีมติโดยทั่วไปว่าแสงไม่มีความเร็ว เพียงแต่ปรากฏขึ้นทันที ไม่ว่าจะปรากฏหรือไม่ก็ตาม
ในช่วงทศวรรษที่ 1600 แนวคิดนี้ถูกท้าทายอย่างจริงจัง ประการแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ไอแซค บีคแมนในปี ค.ศ. 1629 เขาได้ติดตั้งกระจกหลายชั้นรอบๆ การระเบิดของดินปืนเพื่อดูว่าผู้สังเกตการณ์สังเกตเห็นความแตกต่างหรือไม่เมื่อแสงวาบปรากฏขึ้น
น่าเสียดายสำหรับ Beeckman และความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ ผลลัพธ์ไม่สามารถสรุปได้ แต่ในปี 1676 นักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์กโอเล่ โรเมอร์สังเกตเห็นความแปรผันอันแปลกประหลาดในช่วงเวลาคราสของช่วงเวลาหนึ่งดาวพฤหัสบดีดวงจันทร์ในรอบหนึ่งปี
อาจเป็นเพราะแสงใช้เวลาเดินทางจากดาวพฤหัสบดีนานกว่าเมื่อโลกอยู่ไกลออกไป โรเมอร์คิดเช่นนั้น และการคำนวณคร่าวๆ ของเขาทำให้ความเร็วแสงอยู่ที่ประมาณ 220,000 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งไม่ใช่ค่าประมาณที่แย่เลย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาว่าข้อมูลที่เขามีเกี่ยวกับขนาดดาวเคราะห์นั้นไม่ได้แม่นยำทั้งหมดนัก
การทดลองเพิ่มเติมด้วยลำแสงบนโลกของเราเองทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้จำนวนที่ถูกต้องมากขึ้น และจากนั้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 1800 นักฟิสิกส์ James Clerk Maxwell ก็ได้แนะนำสมการแมกซ์เวลล์ของเขา– วิธีการวัดสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในสุญญากาศ
สมการของแมกซ์เวลล์กำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของพื้นที่ว่าง และหลังจากสังเกตว่าความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่มีมวลนั้นใกล้เคียงกับความเร็วแสงที่คาดไว้มาก แมกซ์เวลล์แนะนำว่าพวกมันอาจตรงกันทุกประการ
ปรากฎว่าแม็กซ์เวลล์พูดถูก และเป็นครั้งแรกที่เราวัดความเร็วแสงโดยอิงจากค่าคงที่อื่นๆ ในจักรวาลได้
ในเวลาเดียวกัน งานของ Maxwell ชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนว่าแสงก็คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และหลังจากแนวคิดนี้ได้รับการยืนยัน มันก็ถูกรับไปโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ในปี พ.ศ. 2448 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีของเขาทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ-
วันนี้ความเร็วแสงหรือคดังที่ทราบกันทั่วไปว่าถือเป็นรากฐานสำคัญของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ– ต่างจากอวกาศและเวลา ความเร็วแสงคงที่ โดยไม่ขึ้นกับผู้สังเกต
ยิ่งไปกว่านั้น ความคงที่นี้ยังสนับสนุนสิ่งที่เราเข้าใจเกี่ยวกับจักรวาลอยู่มาก มันเข้ากันความเร็วของคลื่นความโน้มถ่วงและใช่ มันก็เหมือนกันคนั่นอยู่ในสมการที่มีชื่อเสียง E=mc2-
เราไม่เพียงแค่มีคำพูดของ Maxwell และ Einstein สำหรับความเร็วแสงเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ก็มีวัดโดยการสะท้อนเลเซอร์กลับจากวัตถุและดูแรงโน้มถ่วงที่กระทำบนดาวเคราะห์และการทดลองทั้งหมดนี้ก็ได้ตัวเลขเดียวกัน
อย่างไรก็ตาม เรื่องราวยังไม่จบเพียงเท่านี้ ต้องขอบคุณทฤษฎีควอนตัมสาขาฟิสิกส์นั้นบอกเป็นนัยว่าจักรวาลอาจไม่คงที่เท่าที่เราคิด
ทฤษฎีสนามควอนตัมบอกว่าสุญญากาศไม่เคยว่างเปล่าจริงๆ มันเต็มไปด้วยอนุภาคมูลฐาน ซึ่งผุดขึ้นมาและดับไปอย่างรวดเร็ว อนุภาคเหล่านี้สร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปตามทาง สมมติฐานดำเนินต่อไป และอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความเร็วแสงได้
ศึกษาแนวคิดเหล่านี้กำลังดำเนินการอยู่และเรายังไม่ทราบแน่ชัดไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ในตอนนี้ ความเร็วแสงยังคงเท่าเดิมมานานหลายศตวรรษ คงที่และคงที่... แต่จงดูพื้นที่นี้ให้ดี
