تويت
حتى الضوء قد لا يعيش للأبد
من المعروف أن السرعة القصوى في الكون هي سرعة الضوء, والسبب في ذلك هو أن جزيئات الضوء أو الفوتونات ليس لها كتلة. ولكن المشاهدات الفلكية لا يمكنها إستبعاد إحتمالية وجود كتلة للضوء.
في حال وجود كتلة للضوء ولو بشكل ضئيل جدا, فهذا يعني أن جزيئات الضوء لا يمكنها أن تعيش للأبد وأنه لابد و أن تتحلل الى جزيئات أخرى بعد فترة من الزمن.
اليوم ومن خلال تحليل أشعة الضوء القديمة التي إنبعثت بعد حدوث الإنفجار العظيم بفترة قصيرة, إستطاع العلماء ولأول مرة من تحديد حد أدنى للفترة التي تعيشها جزيئات الضوء, وهي مليار مليار سنة.
قد تبدو هذه الفترة الزمنية بأنها أبدية ولكن بالنسبة لجزيئات الضوء ووفق النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين فإن مليار مليار سنة تبدو وكأنها 3 سنوات فقط.
يقول الباحث جوليان هيك من معهد ماكس بلانك للفيزياء النّوويّة في هايدليبيرج: “في حال إكتشاف أن الفوتونات لها كتلة وبالتالي عمر محدود, فهذا يعني أن قانون سرعة الضوء سيختلف تماما, ستبقى السرعة القصوى في الكون هي سرعة الضوء ولكن الضوء نفسه سيخضع لهذا القانون أيضا”.
وفي هذه الحالة كذلك, سوف تعتمد سرعة الفوتونات على أطوال موجاتها. الضوء الأزرق سيكون أسرع من الأحمر. وهذا سوف يفرض تعديلات على نظرية النموذج المعياري في فيزياء الجسيمات أيضا.
الباحثون إعتمدوا على بيانات تم الحصول عليها من مرصد كوبي للإشعاع الكوني وقاموا بتحليل موجات الضوء المنبعثة عقب الإنفجار العظيم في محاولة لإيجاد نقصان في كمية الموجات الحمراء الطويلة والتي قد تشير الى تحلل فوتونات منذ تلك الفترة.
الدراسة لم تثبت وجود أي نقصان في كمية الموجات الضوئية الحمراء الطويلة, مما يشير الى أن عدد ضئيلا جدا من الفوتونات, هذا وإن وجد, قد تحلل منذ إنبعاثه قبل 13.8 مليار سنة. هذه الدراسة مكّنت العلماء من وضع حد أدنى لعمر الفوتونات وهو مليار مليار سنة.
ولكن التساؤل الذي يبقى هو: الى أي شيء سوف تتحلل الفوتونات؟ الباحث جوليان يقترح أنه قد يكون هناك أنواع من جزيئات النيترينو عديمة الكتلة قد تكون هي الحالة النهائية التي يتحلل إليها الضوء.
من المعروف أن السرعة القصوى في الكون هي سرعة الضوء, والسبب في ذلك هو أن جزيئات الضوء أو الفوتونات ليس لها كتلة. ولكن المشاهدات الفلكية لا يمكنها إستبعاد إحتمالية وجود كتلة للضوء.
في حال وجود كتلة للضوء ولو بشكل ضئيل جدا, فهذا يعني أن جزيئات الضوء لا يمكنها أن تعيش للأبد وأنه لابد و أن تتحلل الى جزيئات أخرى بعد فترة من الزمن.
اليوم ومن خلال تحليل أشعة الضوء القديمة التي إنبعثت بعد حدوث الإنفجار العظيم بفترة قصيرة, إستطاع العلماء ولأول مرة من تحديد حد أدنى للفترة التي تعيشها جزيئات الضوء, وهي مليار مليار سنة.
قد تبدو هذه الفترة الزمنية بأنها أبدية ولكن بالنسبة لجزيئات الضوء ووفق النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين فإن مليار مليار سنة تبدو وكأنها 3 سنوات فقط.
يقول الباحث جوليان هيك من معهد ماكس بلانك للفيزياء النّوويّة في هايدليبيرج: “في حال إكتشاف أن الفوتونات لها كتلة وبالتالي عمر محدود, فهذا يعني أن قانون سرعة الضوء سيختلف تماما, ستبقى السرعة القصوى في الكون هي سرعة الضوء ولكن الضوء نفسه سيخضع لهذا القانون أيضا”.
وفي هذه الحالة كذلك, سوف تعتمد سرعة الفوتونات على أطوال موجاتها. الضوء الأزرق سيكون أسرع من الأحمر. وهذا سوف يفرض تعديلات على نظرية النموذج المعياري في فيزياء الجسيمات أيضا.
الباحثون إعتمدوا على بيانات تم الحصول عليها من مرصد كوبي للإشعاع الكوني وقاموا بتحليل موجات الضوء المنبعثة عقب الإنفجار العظيم في محاولة لإيجاد نقصان في كمية الموجات الحمراء الطويلة والتي قد تشير الى تحلل فوتونات منذ تلك الفترة.
الدراسة لم تثبت وجود أي نقصان في كمية الموجات الضوئية الحمراء الطويلة, مما يشير الى أن عدد ضئيلا جدا من الفوتونات, هذا وإن وجد, قد تحلل منذ إنبعاثه قبل 13.8 مليار سنة. هذه الدراسة مكّنت العلماء من وضع حد أدنى لعمر الفوتونات وهو مليار مليار سنة.
ولكن التساؤل الذي يبقى هو: الى أي شيء سوف تتحلل الفوتونات؟ الباحث جوليان يقترح أنه قد يكون هناك أنواع من جزيئات النيترينو عديمة الكتلة قد تكون هي الحالة النهائية التي يتحلل إليها الضوء.