آیا چیزی در جهان می‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند؟

«اوله رومر»، اخترشناس دانمارکی در سال 1676 با مطالعه حرکت آیو، قمر مشتری توانست محاسبه کند که نور با سرعت محدودی حرکت می‌کند. دو سال بعد این کشف بود که «کریستیان هویگنس»، ریاضی‌دان و دانشمند هلندی با استفاده از یافته‌های رومر تلاش کرد تا سرعت حقیقی نور را محاسبه کند.

هایگنز در محاسبات خود به سرعت 211,000 کیلومتر در ثانیه رسید، رقمی که با توجه به علم امروزی و آگاهی ما از سرعت 299,792 کیلومتر بر ثانیه‌ای نور در خلاء چندان دقیق به نظر نمی‌رسد اما ارزیابی‌های وی نشان دادند که نور از چه سرعت شگفت‌انگیزی برخوردار است.

با مدنظر قرار دادن نظریه نسبیت خاص انیشتین، نور چنان در خلاء سریع حرکت می‌کند که هیچ چیز دیگری با سرعت مشابه یا حتی نزدیک به آن در جهان وجود ندارد. «جیسون کسیبری»، استادیار مهندسی هوافضا در مرکز تحقیقات پیشرانه از دانشگاه هانتسویل آلاباما می‌گوید ما نمی‌توانیم در فضای خلا با سرعتی بیش از سرعت نور حرکت کنیم.

اکنون اما سوال دیگری هم به پرسش پیشین اضافه می‌شود، آیا این قوانین در خارج از خلاء هم مصداق دارند؟ چراکه به عقیده «کلودیا درام»، فیزیکدان نظری امپریال کالج لندن جمله «هیچ چیز نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند» از لحاظ فنی ایراد دارد.

آیا ساختار نور در رسیدن به چنین سرعتی تاثیر دارد؟

گفتنی است که نور هم مشخصاتی مانند ذرات و هم ویژگی‌هایی شبیه امواج دارد. بنابراین هم تحت عنوان ذرات قرار می‌گیرد (یک فوتون) و هم یک موج محسوب می‌شود که به این حالت دوگانگی موج ذره گفته می‌شود.

با توجه به مورد بالا و به گفته کلودیا درام، اگر نور را یک موج فرض کنیم، «دلایل متعددی» وجود دارند که چرا امواج خاصی می‌توانند درون یک واسطه سریع‌تر از نور سفید (یا بی‌رنگ) حرکت کنند. یکی از دلایل این است که اگر نور از یک واسط مثل شیشه یا قطره آب عبور کند، فرکانس‌ها یا رنگ‌های مختلف نور با سرعت‌های متفاوتی حرکت می‌کنند.

بنابراین با استناد به گفته کلودیا درام، به شکل تناقض‌آمیزی تنها چیزی که می‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند خود نور است، البته تنها زمانی که در خلاء قرار ندارد. در شرایط غیرخلاء، سرعت نور هرگز به بالاتر از 299,792 کیلومتر بر ثانیه نمی‌رسد.

اکنون با توجه به موارد ذکر شده می‌دانیم چیزی وجود ندارد که از نور سریع‌تر باشد و ما هم از آن بی‌اطلاع باشیم، اما آیا شرایطی وجود دارد که چنین چیزی ممکن شود؟ نظریات نسبیت عام و خاص انیشتین به ما می‌گویند مفاهیم فضا و زمان نسبی هستند اما این جمله چه معنایی دارد؟

معنای جمله این است که اگر کسی سریع‌تر از نور حرکت کند، درک آن از زمان با درک ما از زمان متفاوت خواهد بود، این تفاوت ادراک می‌تواند حتی پیچیده‌تر از درک ما باشد و طی شرایطی ممکن است آینده روی گذشته تاثیر بگذارد و ساختار «واقعیت» معنای خود را از دست بدهد.

در نهایت می‌توان گفت اکثریت دانشمندان توافق دارند حرکت با سرعت نور برای انسان ممکن نیست زیرا ما وسیله‌ای نداریم که بتواند ما را به این سرعت برساند، شاید بتوانیم با چنین سرعتی ارتباط برقرار کنیم یا تا حدی به آن نزدیک شویم اما رسیدن به این سرعت هیچگاه ممکن نخواهد شد.

کسیبری در این باره می‌گوید اگر ماجرای نسبیت را کنار بگذاریم و اگر شما با نرخ 1G (جاذبه زمین) شتاب پیدا کنید، یکسال زمان لازم است تا به سرعت نور برسید. هرچند چنین چیزی هیچگاه رخ نخواهد داد چرا که با نزدیک شدن به سرعت نور، جرم-انرژی شما افزایش پیدا می‌کند و به سوی بی‌نهایت میل می‌کند.

با وجود ناممکن بودن رسیدن به چنین سرعتی برای انسان، دانشمندان عقیده دارند شاید برای سفرهای فضایی دوردست اصلا به چنین سرعتی نیاز نباشد و انسان بتواند از طریق راه‌های دیگری مانند کرم‌چاله‌ها در کیهان «میانبر» بزند. البته هیچ تضمینی وجود ندارد که کرم‌چاله‌ها گزینه‌ای واقع‌گرایانه باشند.