Menu +

مخروط نوری

گروه علم مجذوبان نور – مینا رحمانی
mina rahmani 96یک رویداد، چیزی است که در نقطه‌ای مشخص در فضا و در زمانی مشخص روی می‌دهد. در دنیای ما می‌توان فضا را با سه مؤلفه طول، عرض و ارتفاع، زمان را هم خوشبختانه تنها با یک عدد مشخص کرد. سرعت نور نیز بدون هیچ تأثیری از سرعت سرچشمه منبع نور، ثابت است (V=C)، و این با اندازه‌گیری‌های دقیق تأیید شده است.

در نتیجه، اگر رویدادی اتفاق افتد و یک تپ نوری در یک زمان معین در فضا منتشر شود، با گذشت زمان، مانند کره‌ای از نور گسترده خواهد شد، و اندازه و موقعیت آن مستقل از سرعت سرچشمه‌ی نور خواهد بود. پس از یک میلیونیم ثانیه، نور به شکل کره‌ای با شعاع ۳۰۰ متر گسترش یافته خواهد بود. پس از دو میلیونیم ثانیه، شعاع کره ۶۰۰ متر خواهد شد، و الی آخر. برای درک بهتر موضوع امواجی را در نظر بگیرید که سنگی که در مرداب انداخته می‌شود به وجود می‌آورد. دایره‌ای که شکل می‌گیرد با گذشت زمان بزرگتر و بزرگتر می‌شود. اگر در زمان‌های مختلف از این دایره‌ها عکس گرفته و روی هم قرار داده شوند، این دایره‌ها مخروطی را به وجود خواهند آورد که نوک آن، جا و زمانی است که سنگ به آن برخورد کرده است.makhroot noori 1 96به همین ترتیب، نوری که از یک رویداد با گذشت زمان منتشر می‌شود، یک مخروط سه‌بعدی را شکل می‌دهد. این مخروط را مخروط نوری آینده آن رویداد می‌خوانند. با همین روش می‌توانیم مخروط دیگری بکشیم که مخروط نوری گذشته خوانده می‌شود، و آن دسته از رویدادهایی هستند که یک تپ نور می‌تواند از آنها به یک رویداد معین (لحظه‌ی برخورد سنگ) برسد.
makhroot noori 96حال به شکل زیر توجه فرمایید. در این شکل دو خطی که مخروط نوری را می‌سازند نشان‌دهنده‌ی سرعت نور هستند. این شکل به ما می‌گوید برای سرعت‌های کمتر از سرعت نور توانایی و اتفاق افتادن هر رویدادی در رأس مخروط وابسته و متأثر از رویدادی است که در مخروط نوری گذشته اتفاق افتاده است و روی اتفاقاتی که در مخروط نوری آینده اتفاق می‌افتد تأثیر می‌گذارد. به عبارت دیگر تنها رویدادهایی که در مخروط نوری گذشته اتفاق می‌افتند می‌توانند بر حال تأثیر گذارند و تنها حال (رأس مخروط) می‌تواند بر رویدادهایی که در مخروط نوری آینده اتفاق می‌افتد تأثیر گذارد. بنابراین در سرعت‌های کمتر از سرعت نور رابطه‌ی علیت برقرار است. اما در سرعت‌های بیشتر از سرعت نور (خارج از مخروط نوری) چنین رابطه‌ای وجود ندارد و هیچیک از رویدادهای خارج از مخروط نوری نمی‌تواند بر رأس مخروط یا حال تأثیر گذارد. در سرعت‌های بیشتر از سرعت نور رابطه‌ی علیت برقرار نخواهد بود.

makhroot noori3 96بنابراین هر رویدادی در این دنیا یک مخروط نوری به همراه خود دارد و هروقت این مخروط‌ها روی هم بیفتند یعنی دو رویداد با هم در ارتباط هستند. در واقع این یک راه ریاضی برای توضیح دادن رویدادها در دنیای ما است.