كيف تحافظ الفوتونات من الأجرام البعيدة على طاقة كافية للوصول إلينا؟
نشر في 03 ديسمبر 2019 .
اولا لنضع في اعتبارنا ان الفوتونات ليست مثل المادة العادية لان الفوتونات بلا كتلة، انها جسيمات غير عادية بحيث عندما نتحدث عن الفيزياء والحركة عند سرعة الضوء يتعين علينا استخدام مجموعة جديدة تماما من القواعد والقوانين تدعى النسبية، يمكن ان تكون العديد من جوانب النسبية غير بديهية لاننا عادة لا نلاحظ الفيزياء النسبية في حياتنا اليومية وبالتالي عند الحديث عنها فانها تبدو غريبة.
الان لناخذ مثالا للتوضيح، اذا سافر جسم عادي لمسافة طويلة هنا على الارض ( على سبيل المثال، تخيل كرة تتدحرج في ممر طويل ) فان الاحتكاك سيؤدي في النهاية الى ابطاء الجسم حتى يتوقف، لن يقع الفوتون ضحية لهذا الاحتكاك نفسه لان الفوتون ليس له كتلة ( على عكس الكرة ).
هناك بعض الطرق الاخرى التي يمكن ان يفقد بها الفوتون الطاقة اثناء رحلته الينا من نجم بعيد، اذا واجه الفوتون ذرة على طول مساره يمكن لهذه الذرة ان تمتصه ثم تعيد اصدار الفوتون في طاقة اقل. يمكن ان يواجه الفوتون ايضا جسيما وينتشر ويفقد في طياته بعضا من طاقته للجسيم، ومع ذلك نظرا لان الكون واسع ( فضاء مفتوح ) فان هذه الاحداث لا تمنع ضوء النجوم من الوصول الينا.
اخيرا، هناك الية تقلل طاقة جميع الفوتونات التي نتلقاها من اجرام بعيدة ( مثل المجرات الاخرى ) - توسع الكون. ربما تكون قد سمعت بمصطلح " Redshift " الانزياح نحو الاحمر، والذي يصف لنا زيادة طول الموجة الكهرومغناطيسية القادمة إلينا من أحد الأجرام السماوية نتيجة سرعة ابتعاده عنا. الضوء الذي تم اكتشافه في المجرات مايزال بامكانه الوصول الينا ولكن في نسخة انزياح احمر، وهكذا كلما ازدادت المجرة بعدا كلما انخفضت طاقة الفوتونات.
-
Hamed Al-Abdullahكاتب محتوى و باحث علمي