ஒளியின் வேகம்

ஒளியின் வேகம்

ஞாயிறு ஒளி புவியினை அடைய 8 நிமிடம், 19 விநாடி ஆகின்றது.
சரியான அளவீடு
விநாடிக்கு மீட்டர்	299,792,458
செயல் ஆற்றல் அலகு	1
தோரய அளவீடு
விநாடிக்கு கிலோமீட்டர்	300,000
ஒரு மணி நேரத்திற்கு கிலோமீட்டர்	1,079 மில்லியன்
விநாடிக்கு மைல்	186,000
ஒரு மணி நேரத்திற்கு மைல்	671 மில்லியன்
நாளுக்கான வானியல் அலகு	173
தோராயமாக ஒளி சமிக்கை கடக்கும் நேரம்
தொலைவு	நேரம்
ஒரு அடி	1.0 நேனோசக்கன்
ஒரு மீட்டர்	3.3 நேனோசக்கன்
ஒரு கிலோமீட்டர்	3.3 μs
ஒரு statute mile	5.4 μs
geostationary orbit யில் இருந்து புவிக்கு	119 ms
புவியின் நிலநடுக்கோடு நீளம்	134 மீட்டர்விநாடி
நிலவுயில் இருந்து புவிக்கு	1.3 விநாடி
ஞாயிறுயில் இருந்து புவிக்கு(1 AU)	8.3 நிமிடம்
one பாசெக்கு	3.26 ஆண்டுகள்
பிராக்சீமா விண்மீன்யில் இருந்து புவிக்கு	4.24 ஆண்டுகள்
ஆல்பா விண்மீன்யில் இருந்து புவிக்கு	4.37 ஆண்டுகள்
அன்மய அண்டம் யில் இருந்து புவிக்கு,	25,000 ஆண்டுகள்
விண்மீன்திரள் குறுக்காக	100,000 ஆண்டுகள்
அண்டோர்மிடா பேரடையில் இருந்து புவிக்கு	2.5 மில்லியன் ஆண்டுகள்

வெற்றிடம் ஒன்றில் ஒளியின் வேகம் (speed of light) என்பது இயற்பியலில் ஒரு அடிப்படை மாறிலி. இது பொதுவாக "c" என்னும் ஆங்கில எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. கட்டற்ற வெளியில் (free space), கண்ணுக்குப் புலப்படும் கதிர்வீச்சு உட்பட எல்லா மின்காந்தக் கதிர்வீச்சுகளினதும் வேகம் இதுவே. ஓய்வுத்திணிவு பூச்சியமாக உள்ள எதனதும் வேகமும் இதுவேயாகும்.

வெற்றிடத்தில் ஒளி வேகம் விநாடிக்கு 299,792,458 மீட்டர்களாகும்.இதனை 2.99*10⁸ms⁻¹ அல்லது 3*10⁸ms⁻¹ (வெற்றிடத்தில் மட்டும்) என்றும் கூறலாம்.ஒளியின் வேகம் ஒரு மாறிலி (constant) ஆகும்.

ஒளி, ஒரு ஒளி ஊடுசெல்லவிடும் அல்லது ஒளிகசியும் பொருளினூடாகச் செல்லும்போது அதன் வேகம் வெற்றிடத்தில் உள்ள வேகத்திலும் குறைவாக இருக்கும். வெற்றிடத்தில் ஒளி வேகத்துக்கும், நோக்கப்பட்ட நிலைமை வேகத்துக்கும் இடையிலான விகிதம் குறிப்பிட்ட ஊடகத்தின் விலகல் குறியீட்டெண் (refractive index) அல்லது முறிவுக் குணகம் எனப்படும்.

பொதுச் சார்புக் கோட்பாட்டில், "c", வெளிநேரத்தின் ஒரு முக்கியமான மாறிலியாகும். ஈர்ப்பின் காரணமாக வெளிநேரம் வளைந்து இருப்பதனால், தூரம், நேரம் என்பவற்றையும்; அதனால், வேகத்தையும், தெளிவாக வரையறுக்க முடியாதுள்ளது.

குறியீட்டு முறை,மதிப்பு மற்றும் அலகு

வெற்றிடத்தின் ஒளியின் வேகமானது பரிமாணத்தின் இயற்பியல் காரணி என்பதால் அதன் மதிப்பு அலகு அமைப்பில் உள்ளது. பன்னாட்டு அலகு முறையில் மீட்டர் எனபது வெற்றிடத்தில் ஒளி ஒரு விநாடியில் கடக்கும் தொலைவு 1⁄299,792,458 /s ஆகும். இதன் அடிப்படையில் ஒளியின் வேகம் சரியாக 299,792,458 மீட்டர்/விநாடி.

பொதுவாக வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் c என்று குறிப்பிடப்படுகிறது , c எனில் லத்தீனில் celeritas (பொருள்: வேகம்) ஆகும்

பரவுதல்

செவ்வியல் இயற்பியலில் ஒளி ஒரு மின்காந்த அலையாக புரிந்துகொள்ளப்பட்டது. செவ்விய நடத்தையானது மாக்சுவெல் சமன்பாட்டின் (Maxwell equation) படி,

c = 1/√ε0μ0,

இங்கு C என்பது வெற்றிடத்தில் பாயும் ஒளியின் வேகம், ε0 மின் மாறிலி மற்றம் μ0 காந்தமாறிலி ஆகும்.

தற்கால, குவாண்டம் இயற்பியலில் மின்காந்த புலமானது குவாண்டம் மின்னியக்கவியலாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இக்கோட்பாட்டின் படி ஒளி என்பது அடிப்படையில் கிளர்வுற்ற (குவாண்டா) மின்காந்தபுலமான போட்டான்கள் அல்லது ஒளியன்கள் (photons) ஆகும். மின்னியக்கவியலில் ஒளியன்கள் நிறையற்ற துகளாகயால், சிறப்புச்சார்ச்சின் படி ஒளியன்கள் வெற்றடத்தில் ஒளியின் வேகத்தில் பரவுகின்றன.

ஓளி-பிரபஞ்சத்தின் வேக எல்லை

ஐன்ஸ்டைனின் சார்பியல் கோட்பாட்டின் படி ஒளியின் திசைவேகம் தான் இப்பிரபஞ்சத்தின் வேக எல்லையாகும்.ஒளி என்பது போட்டான் (photons) எனும் நிறை இல்லாத ஒரு துகள் ஆகும்.இத்துகள்கள் புவியீர்ப்பு விசைக்கு கட்டபடாததால் ஒளியின் திசைவேகம் தான் இப்பிரபஞ்சத்தின் வேக எல்லை என ஐன்ஸ்டின் கூறியுள்ளார். ஓளியின் திசைவேகத்தை விட அதிக திசைவேகத்திற்கு எந்த ஒரு பொருளையும் முடுக்குவிக்க இயலாது.

ஒளியின் வேகத்தை ஐன்ஸ்டின் தனது சார்பியல் கோட்பாட்டின் மூலமே விளக்கினார்.

E=mc²

இதில் c என்பதே வெற்றிடத்தில் செல்லும் ஒளியின் வேகம் என ஐன்ஸ்டின் கூறினார்.

முரண்பாடுகள்

சுடப்பட்ட ஒரு துப்பாக்கிக் குண்டு மரக்கட்டையைத் துழைத்து வெளியேறும் போது தனது ஆற்றலை இழப்பதால் ஆரம்ப திசைவேகத்தை விட சற்று குறைவான வேகத்தில் செல்லும். அதே போல வெற்றிடத்தில் தனக்குறிய திசைவேகத்தில் செல்லும் ஒளி வேறொரு ஊடகத்திற்கு செல்லும் போது தனது திசைவேகத்தை இழக்கும். ஆனால் மறுபடியும் அந்த ஊடகத்திலிருந்து வெற்றிடத்திற்குச் செல்லும் போது தனது பழைய திசைவேகத்தை அடைகிறது. எந்த வித முடுக்கு விசையும் இல்லாமல் தனது பழைய திசைவேகத்தை திரும்பவும் அடைவது அறிவியலாளர்களை ஆச்சரியத்தில் ஒரு விந்தையான முரணாகும். அதே போல மற்றொரு முரண் என்னவெனில் ஓடும் தொடருந்து ஒன்றில் இருந்து சுடப்பட்ட குண்டின் வேகம் தொடருந்தின் வேகம் மற்றும் குண்டின் வேகத்தின் கூடுதலுக்குச் சமமாகும், ஆனால் ஓடும் தொடருந்திலிருந்து உமிழப்பட்ட ஒளியானது எப்போதுமே மாறிலிதான். அதாவது உமிழப்பட்ட மூலத்தின் இயக்கத்தைச் சார்ந்து அமையாது.ஒளியின் வேகம் பற்றிய ஐன்ஸ்டினின் கூற்று தவறு என அறிவியலாளர்கள் ஒரு சிலர் கூறுகின்ரனர்.அவர்கள் ஒளியின் வேகத்தை விட நியூட்ரினோ எனும் அணுத்துகள் வேகமாக செல்வதாக கூறுகின்றனர்.இதனை நிரூபிக்கும் பணிகளும் நடைபெறுகின்றன.

பயன்கள்

ஒளியின் திசைவேகத்தை அறிவதால் நமக்குப் பல பயன்பாடுகள் உள்ளன. அவற்றுள் சில:

• ஐன்டைனின் நிறையாற்றல் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்த ஒளியின் திசைவேகம் ஒரு முக்கியமான மாறிலியாகும்.
• அலைகளின் அதிர்வெண் கண்டறிய உதவும் சமன்பாட்டில் ஒளியின் திசைவேகம் இன்றியமையாததாகும்.
• தூரத்தில் உள்ள கோள்களின் தொலைவு மிக மிக அதிகம். ஆவற்றை நாம் நடைமுறையில் பயன்படுத்தும் (கி.மீ) அலகுகளால் குறிப்பிட இயலாது. எனவே வானியல் அலகு பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு வானியல் அலகு என்பது ஒளியானது வெற்றிடத்தில் ஒரு ஆண்டு பயணிக்கும் தொலைவாகும். அதாவது 149600000000 மீ ஆகும்.

மேற்கோள்கள்

• "Test Light Speed in Mile Long Vacuum Tube." Popular Science Monthly, September 1930, p. 17–18.
• Speed of light in vacuum (National Institute of Standards and Technology, NIST)
• Definition of the metre (International Bureau of Weights and Measures, BIPM)
• Data Gallery: Michelson Speed of Light (Univariate Location Estimation) (download data gathered by A.A. Michelson)
• Subluminal (Java applet demonstrating group velocity information limits)
• De Mora Luminis at MathPages
• Light discussion on adding velocities
• Speed of Light (University of Colorado Department of Physics)
• c: Speed of Light (Sixty Symbols, University of Nottingham Department of Physics [video])
• Usenet Physics FAQ