الكون المتوسع وسرعة الضوء

المقال، على الرغم من كونه مثيرا للجدل، تم نشره في العدد الأخير من مجلة علم الفلك، التي تصدرها الجمعية الفلكية الإسرائيلية

يهودا سابدارمش

الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/sverdermish010304.html
الكون المتوسع وسرعة الضوء
من
سابدارمش يهودا

مقدمة

سرعة الضوء، التي هي أساس النظرية النسبية، ينظر إليها على أنها كمية ثابتة ومستقرة، وربما هي الوحيدة في الطبيعة، من قبل معظم العلماء. وفي السنوات الأخيرة، يعتقد كاتب المقال (وغيره) أن سرعة الضوء ليست بحجم ثابت وتصغر مع توسع الكون.

مع كل الإشكاليات التي ينطوي عليها مثل هذا التصريح، فإنه يمكن أن يحل عددًا من المشكلات الكونية، مثل:
التوسع التضخمي للكون في الثانية الأولى من الانفجار الكبير. سرعة الضوء التي تزيد عن 300,000 ألف كيلومتر في الثانية من شأنها أن تفسر هذا التناقض.

منذ حوالي ثلاث سنوات، كتب كاتب المقال مقالاً بعنوان "نظرية الكون البسيط" ("علم الفلك"، المجلد 26، العدد 3، ديسمبر 2000). حاول المقال إظهار طريقة بديلة لتفسير الكون. وأثار المقال ردود فعل كثيرة في ذلك الوقت، بعضها متعاطف وبعضها قاتل. وللتذكير، فإن النظرية تعاملت مع الكون باعتباره غازًا مثاليًا عظيمًا وتوصلت إلى استنتاجات مختلفة، بعضها مقبول وبعضها ليس في مجالات الفيزياء والفلك المختلفة.

ومن الاستنتاجات التي توصلت إليها النظرية أن سرعة الضوء ليست ثابتة، وهي في الواقع تتناسب مع جذر درجة حرارة الخلفية للكون.

أي، على سبيل المثال، عندما كانت درجة حرارة خلفية الكون مائة ضعف درجة حرارة اليوم، أي 273 درجة كلفن، كانت سرعة الضوء عشرة أضعاف سرعة اليوم، أي ثلاثة ملايين كيلومتر في الثانية، وعندما وستكون درجة حرارة خلفية الكون 81 بالمئة مما هي عليه اليوم، ثم ستكون سرعة الضوء 90 بالمئة مما هي عليه اليوم، أي حوالي 270,000 ألف كيلومتر في الثانية. (جذر 0.81 هو 0.9)، إلخ.

اليوم، تبدو درجة حرارة خلفية الكون - 2.73 درجة كلفن - مستقرة ولم تتغير تقريبًا مع مرور الوقت.
السؤال الذي يطرح نفسه: هل يمكن للتغيرات الصغيرة مع مرور الوقت في حجم درجة حرارة الخلفية للكون أن تسبب تغيرا كبيرا في سرعة الضوء كما يفترض أن ينتج عن "نظرية الكون البسيط"، وهو التغيير الذي يمكننا قياسه؟ وبهذه الطريقة يمكننا التحقق مرة واحدة وإلى الأبد من صحة النظرية البديلة المذكورة أعلاه.

الحسابات العددية

الحسابات العددية ليست معقدة. وطريقة الإثبات ستكون بالخطوات التالية:
و. اختبار معدل توسع الكون
ب. التحقق من انخفاض درجة حرارة الخلفية الناتجة.
ثالث. اختبار التغير المتوقع في سرعة الضوء الناتج عن "نظرية الكون البسيط"

دليل:

لدينا ثابت هابل الذي يقول أن الكون يتوسع بمعدل 65 كيلومترًا في الثانية لكل ميجافارسيك، مما يعني أنه إذا كنا في مركز كرة كونية نصف قطرها 1 ميجافارسيك، فبعد ثانية واحدة سيزداد نصف القطر بمقدار 65 كم.

دعونا نتحقق من مقدار ميجا بيرسيك واحد لكل كيلومتر. من علم أن البرسيك الواحد يساوي 3.2616 سنة ضوئية، والسنة الضوئية الواحدة تحتوي على 63240 وحدة فلكية، وكل وحدة فلكية تساوي 149.6 مليون كيلومتر، فإننا نقبل أن يكون الميجا بيرسيك الواحد:
R=3.2616*10 /6*63240*149.6*10 /6=3.09*10 /19 كم

أي 3.09 في عشرة أس تسعة عشر كيلومترًا.

سوف نتحقق الآن من عدد الكيلومترات التي "سينمو" نصف القطر المذكور أعلاه نتيجة لثابت هابل.
من معرفة أن ثابت هابل هو 65 كيلومترًا في الثانية لكل ميجافارسيك وأن هناك 31,557,600 ثانية في السنة، سنحصل على أنه على مدار عام سيزداد نصف القطر نفسه بطول ميجافارسيك واحد بمقدار:

65*10 /6*31557600=2.05*10 /9 كم /mpc

أي أن نصف القطر يزداد بمقدار 2.05 في عشرة أس تسعة كيلومترات سنويًا لكل ميجا بيرسيك.
أي أن نصف القطر زاد من 3.09 إلى 3.090205 (في كلتا الحالتين تضاعف بمقدار عشرة إلى قوة تسعة عشر كيلومترًا لكل مليون سنة في الميجا ثانية).

ومن ثم، فإن نفس الميجا بيرسيك يزيد مرات: 3.090205/3.09=1.0000665

في محادثة مع عيران أوفيك، الحاصل على درجة الماجستير في الفيزياء الفلكية، تم التوضيح لي أن الطول الموجي لإشعاع الخلفية يخضع لنفس التوسع الذي يتعرض له الكون المتوسع، وبالتالي فإن درجة حرارة خلفية الكون تتناسب عكسيًا مع درجة حرارة الكون المتوسع. التوسع الخطي للكون.
وهذا يعني أنه بعد مليون سنة ستكون درجة الحرارة 1/1.0000665=0.9999337
من درجة حرارة الخلفية اليوم.
ووفقاً لنظرية الكون البسيط، فإن سرعة الضوء سوف تتناقص بشكل يتناسب مع جذر هذا العدد، . أي أنه يتناسب مع 0.9999668، أي أن سرعة الضوء ستنخفض جزئياً:
1-0.9999668 0.0000332 =

وبما أن سرعة الضوء بالسنتيمتر تبلغ حوالي 3*10/10، فإن تخفيض سرعة الضوء بالسنتيمتر في الثانية لكل مليون سنة سيكون:
3*10 /10*0.0000332= 996000 سم

الاستنتاج من "نظرية الكون البسيط": ستنخفض سرعة الضوء بحوالي 1 سم في الثانية سنويًا!

بالإضافة إلى ذلك، فإن القياس الدقيق للتغير في سرعة الضوء سيسمح بتحديد ثابت هابل بدقة. ويرجع ذلك إلى أن حجم التغير في السرعة يرجع إلى ثابت هابل.

هل حجم هذا التغيير قابل للقياس؟ يعتقد كاتب المقال أنه معطى. بالفعل من الممكن الآن الحصول على حجم سرعة الضوء بدقة متر واحد. في كتاب جون جريبين: "الدليل إلى الكون" تظهر قيمة سرعة الضوء: 299,792,458 مترًا في الثانية.

לסיכום
في هذا المقال، أظهر كاتب المقال إمكانية تباطؤ سرعة الضوء بحوالي 1 سم في الثانية سنويًا في السنوات القادمة (!).
هل من الممكن/يجب أن ننظم تجربة مع مرور الوقت لاختبار ذلك؟

ومن الواضح أنه إذا لم يتم الكشف عن التغير المتوقع في سرعة الضوء، فإن الابتسامة ستعود إلى وجه أينشتاين بعد ثلاث سنوات بالفعل من شك كاتب المقال في كلامه.

لكن بالطبع الخيار الثاني موجود أيضًا وسيتم الكشف عن التغير في سرعة الضوء. وفي هذه الحالة ستتلقى النظرية النسبية ضربة قوية، وكاتب المقال هو من سيبتسم!.

كانوا يعرفون الفيزياء الفلكية
الجمعية الفلكية الإسرائيلية

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~784321061~~~129&SiteName=hayadan