تعطي الطبيعة تلميحًا حول كيفية التحرك أسرع من سرعة الضوء

بالكاد يرفض أي شخص السفر عبر مجرتنا ، أو حتى الطيران حول النظام الشمسي. ولكن كيف نقطع مثل هذه المسافات في فترات زمنية قصيرة؟ يجب أن تبدأ من بعيد ، لأن مفتاح ذلك قد يكمن في مكان ما بين الأمواج.

موجات على سطح الماء

كما تعلم ، تختلف الموجات في بيئات مختلفة. توجد الأمواج ، على سبيل المثال ، على سطح الماء. يمكننا رؤية هذه الموجات بالعين المجردة ، في بعض الأحيان ، ولكن ليس دائمًا ، يمكننا رؤية مصدرها ، يمكننا سماع دفقة الماء. هذه الموجات عرضية. سرعة هذه الموجات منخفضة للغاية بحيث يمكن التغلب عليها ، على سبيل المثال ، بواسطة طائر مائي أو بطة. حتى أي قارئ يعرف السباحة يمكنه فعل ذلك في الماء ، أو يمكنه التحرك بسرعة أعلى على الأرض. يُطلق على الممر الذي تتركه الأشياء على سطح الماء اسم الاستيقاظ. ليس من المقبول في المجتمع العلمي التأكيد على أن سرعة السفن العائمة على سطح الماء ، أو سرعة المشاة ، محدودة بسرعة الموجات السطحية على الماء. أي أنه لا يحظر علميا أن تتحرك أسرع من الأمواج على سطح الماء. وبالمثل ، فإن الطبيعة لا تمنعك من التحرك بشكل أسرع ،من الأمواج على سطح الماء.



هذه هي الطريقة التي تتغلب بها البط وحتى صغار البط على سرعة الموجات السطحية:





وحتى أقل من ذلك ، تتغلب السفن على سرعة الموجات السطحية:

موجات في الهواء

بالإضافة إلى ذلك ، توجد موجات في الهواء ، أي في الغلاف الجوي. لم يعد بإمكاننا رؤية هذه الموجات ، لكن في بعض الأحيان يمكننا رؤية مصدرها ، على سبيل المثال ، سلسلة متذبذبة. يمكننا سماع هذه الموجات ، أو بشكل أكثر دقة ، يمكننا تحديد الاتجاه إلى المصدر باستخدام أعضاء السمع. لم تعد هذه الموجات مستعرضة ، بل طولية ويمكن أن توجد ليس فقط في الغازات ، ولكن أيضًا في السوائل وحتى في المواد الصلبة. يُطلق على المسار الذي تتركه الأجسام التي تتحرك في الغلاف الجوي أسرع من سرعة الموجات الصوتية مخروط ماخ ؛ ويشبه المقطع العرضي للطائرة موجة سطحية على الماء ، مما قد يشير إلى نفس طبيعة هذه الظواهر. يجب القول أنه قبل ظهور الدفع النفاث في العلم ، كان يعتقد أنه من المستحيل التغلب على سرعة الصوت. لكن الحظر ، لحسن الحظ ، رُفع وهذا حدث مؤخرًا نسبيًا. أن نكون صادقين،حتى في وقت سابق قيل إن جهازًا أثقل من الهواء لن يكون قادرًا على الطيران. كل هذا تم نسيانه بسرعة. والآن ، في المجتمع العلمي ، من غير المقبول أيضًا التأكيد على أن سرعة الرصاصة أو الطائرة محدودة بسرعة الموجات الصوتية. كما أن الطبيعة لا تمنع التحرك أسرع من الموجات الصوتية في البيئة التي توجد فيها هذه الموجات.



على سبيل المثال ، الرصاصة تتغلب على سرعة الموجات الصوتية:

موجات كهرومغناطيسية

وأخيرًا ، الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن الموجات هي أيضًا كهرومغناطيسية. هذه هي نفس الموجات المستعرضة مثل الموجات على سطح الماء ، لكنها يمكن أن تنتشر كموجات صوتية في وسائط مختلفة في اتجاهات مختلفة ، وليس فقط على طول الحدود بينهما. وأعضاء رؤيتنا مرتبة بحيث يمكن لبعض هذه الموجات الكهرومغناطيسية (بعيدًا عن الكل ، وحتى ليس كلها قريبة) أن ندركها بالعين المجردة ، ولكن أيضًا بطريقة غريبة. لا يمكننا رؤية موجة ضوئية كهرومغناطيسية أثناء عملية الانتشار كما نرى الموجات على سطح الماء. لكن يمكننا أن نرى مصدر الموجات الكهرومغناطيسية ، وإذا أردنا أن نكون دقيقين تمامًا ، فيمكننا تحديد الاتجاه بمساعدة أجهزة الرؤية ، إما مباشرة إلى هذا المصدر ، أو إلى انعكاس المصدر في الأشياء من حولنا. بالتأكيد الجميع ينتظرون بالفعل هذا التلميح بالذات من العنوان.لذلك ، في عام 1934 ، اكتشف بافيل أليكسيفيتش شيرينكوف ، الحائز على جائزة نوبل في المستقبل ، وهجًا أزرق غير معروف الطبيعة. واتضح أن سبب هذا الإشعاع هو زيادة سرعة الموجات الكهرومغناطيسية في الوسط عن طريق تحريك الجسيمات المشحونة. حتى أن هناك صورة تقريبية لكيفية حدوث ذلك ، لكننا لن نرى شيئًا جديدًا عليها ، لأن الطبيعة هي نفسها ، مما يعني أن المظهر سيكون معروفًا بالفعل.





ها هي ذا! نفس الدليل الذي كان أمامنا منذ ما يقرب من 100 عام. إذا فات أحدهم ، يرجى الانتباه ، فإن الجسيمات ذات الكتلة (التي تم العثور عليها من الإلكترونات) تتحرك أسرع من الموجات الكهرومغناطيسية في بيئة معينة. وإذا كان بإمكان الإلكترون فعل ذلك بالفعل في سائل ، فما الذي سيمنعه من القيام بذلك في الفراغ ، أو على الأقل في الفضاء الخارجي؟ من الواضح أن الطبيعة لا تمانع إذا تحركت مادة ذات كتلة في أي وسيط بسرعة تتجاوز سرعة الضوء في نفس الوسط. والطبيعة تخبرنا بذلك ببلاغة من خلال الحائزين على جائزة نوبل (لن يدع كل من P.A.Cherenkov و Igor Evgenievich Tamm و Ilya Mikhailovich Frank، 1958 يكذب). قد يكون من المفيد الانتباه إلى هذا التلميح بالفعل. لأنه إذا لم نتمكن من بناء محرك بعد ،ثم ربما يكون هذا على الأقل أحد الخيارات لإنشائه. ومع ذلك ، فإن هذه الظاهرة ليست شائعة في المجتمع العلمي ، على الرغم من أنه يبدو أن العلم يجب أن يولي مزيدًا من الاهتمام للقضايا غير المريحة ، لأن هذا هو ما يدفعها إلى الأمام.



أود أن أختم بملاحظة متفائلة. ولكن لسوء الحظ ، يمر وقت طويل جدًا من ظهور النموذج الأولي إلى إصدار العمل. من المراوح الأولى لأرخميدس وليوناردو دافنشي ... حسنًا ، وإن كان ذلك من ظهور طراز المروحة لومونوسوف (1754) إلى استخدام حركة المروحة في طائرة الأخوين رايت (1903) ، فقد مر ما يقرب من 150 عامًا. من أول نموذج أولي لمحرك نفاث (وليكن عام 1867) ، إلى الطائرات التي تستخدم الدفع النفاث (1930) ، مرت 60 عامًا أخرى. لا يسعنا إلا أن نأمل أن يكون مهندسًا ذكيًا قد ظهر بالفعل ، بشكوك صحية ، وإلى جانب الشك ، سيظل بحاجة إلى المثابرة والتفاني وأكثر من ذلك بكثير. إذا افترضنا أن نموذجًا أوليًا ظهر في عام 1934 ، فقد مر ما يقرب من 100 عام ، وقد حان الوقت لهذا المهندس الذكي لتحويل النموذج الأولي إلى أول آلة تعمل بالفعل.والتي يمكنها ، إن لم يتم التغلب عليها ، الاقتراب بثقة وسرعة من سرعة الضوء. أخشى بشدة أن يثني الكثيرون المهندس ، لكني آمل ألا يستمع إلى أي شخص وسيكون لدينا الوقت لمشاهدة ظهور أول محرك شبه خفيف.