نتيجة لاتساع هذا الفضاء الكبير، فان أقرب نجم يبعد عن أرضنا ملايين الأميال وهو ليس بالرقم البسيط، ولندرك أكثر عن مفهوم السنة الضوئية علينا في البداية أن نفهم ماهية الضوء؛ فمن المعروف ان الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية عرضية يمكن للإنسان العادي أن يراها. وقد تم توضيح طبيعة موجة الضوء للمرة الأولى من خلال تجارب الانحراف والتداخل. مثله كمثل جميع الموجات الكهرومغناطيسية فانه يمكن للضوء أن ينتقل عبر الفراغ. يمكن إظهار طبيعة الضوء العرضية من خلال تجارب الاستقطاب. في عام 1678 نشر كريستيان هيجنز مقالة ناقش فيها طبيعة الضوء الموجية وذكر فيه أن المجال المتسع للضوء يتصرف كما لو كانت كل نقطة من الموجة مصدرًا جديدًا للإشعاع بنفس التردد والمرحلة.
السنة الضوئية
بالرغم أن الكثير من أجزاء الكون لا تزال مبهمة وغير مكتشفة الى الان، الا ان هناك حقيقةٌ واحدةٌ مؤكدةٌ وهي حجم الفضاء الكبير، فهو شاسع جدًا لدرجة اننا لا نستطيع تحديد مدى اتساع وحجم هذا الكون الفعلي. على الرغم من أن الأمر يبدو معاكسًا لما يبدو إلا أن السنة الضوئية هي مقياسٌ للمسافة وليس للوقت كما قد يعتقد الكثير. فالسنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء خلال سنة واحدة.
وأكثر تحديد، ان لاتحاد الفلكي الدولي يعرف السنة الضوئية بانه المسافة التي يسافرها الضوء في 365.25 يوم. ولتبسيط الصورة، فإننا كثيراً ما نستخدم مصطلحات الوقت للدلالة على المسافة مثلًا أنا على بعد 10 دقائق، لذلك تم اختراع مصطلح السنة الضوئية لأنه ببساطة المسافات بالأمتار أو الكيلومترات أو الأميال صغيرة جدًا بالمقارنة مع المسافات الشاسعة في الكون الفسيح.
تاريخ قياس سرعة الضوء والسنة الضوئية
انه من الصعوبة بمكان قياس السنة الضوئية بدقةٍ، وذلك لسرعة الضوء الهائلة. لكن في عام 1638 حاول جاليليو قياس سرعة الضوء، وقام بتجربة تغطية مصباحٍ بينما يحاول شخصٌ آخر من مسافةٍ بعيدةٍ قياس الوقت التي يستغرقه الضوء للوصول إليه. فشلت التجربة بالطبع ولم يتمكن جاليليو من الإجابة، فالساعات في هذا الوقت لم تكن سريعةً ودقيقةً بما فيه الكفاية لالتقاطها. توصل إلى قيمةٍ لا تقل عن 10 أضعاف سرعة الضوء الحقيقية، كان هذا التخمين خاطئًا إلى حدٍ كبير.
يرجع أول ذكر لمصطلح السنة الضوئية لعام 1838 حيث قام العالم الألماني فريدريك بيسل بقياس المسافة من الأرض إلى نجم يدعى 61 Cygni وكانت المسافة تقريبًا 660.000 ضعف مرة من نصف قطر الأرض، وأشار إلى أن الضوء سيستغرق حوالي 10 سنوات للوصول إلى هناك، لكنه لم يكن معجبًا بمصطلح السنة الضوئية، وكان أحد الأسباب أنه في ذلك الوقت لم يكن واضحًا ومؤكدًا أن سرعة الضوء كانت ثابتة.
وفي عام 1851 استخدم المصطلح لأول مرة في ألمانيا في منشورٍ فلكيٍّ يعرف باسم Lichtjare. وبعدها اعتمد علماء الفلك هذا المصطلح وأصبحت السنة الضوئية وحدة قياسٍ عالميةٍ تستخدم حتى في الأدب العلمي. يمكن تقسيم السنوات الضوئية إلى أيامٍ ضوئيةٍ أو ساعات ضوئية أو حتى ثواني ضوئية، بالرغم من أن هذه الوحدات يتم استخدامها بشكلٍ أقل، مثلًا تبعد الشمس 150.000.000 كيلومتر فالأسهل أن نقول 8 دقائق ضوئية، مما يعني أن الضوء يستغرق 8 دقائق للوصول من الشمس إلى الأرض.
وأخيرًا في عام 1905 افترضت نظرية النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين أن الضوء يسير دائمًا بنفس السرعة بغض النظر عن المكان الذي تتم ملاحظته منه، وكانت هذه خطوة كبيرة لأنه أصبحت سرعة الضوء احدى ثوابت الكون.
كم تبلغ السنة الضوئية
ليس هناك ما هو أسرع من الضوء، لذلك يصلح استخدامه كوحدةٍ ثابتةٍ لقياس المسافات في الفضاء. إذاً كم يسافر الضوء خلال سنة واحدة حقاً؟ تبلغ السنة الضوئية 9,460,730,472,580.8 كيلومتر أي ما يقارب 5,878,625,373,183.6 ميل كما أنها تعادل 63,241 وحدة فلكية. وحيث أن الوحدة الفلكية هي المسافة بين الأرض والشمس، لا بدّ من ذكر أن السنة الضوئية ليست أكبر مقياس للمسافات الفلكية، حيث يوجد الفرسخ الفلكي الذي يعادل 3.26156 سنة ضوئية.
كيف يتم حساب السنة الضوئية
- تبلغ الثانية الضوئية 300.000 كيلومتر تقريبًا.
- عند ضرب هذا العدد بـ 60 فنحصل على الدقيقة الضوئية.
- ويضرب الناتج بـ 60 لنحسب الساعة الضوئية.
- ثم يضرب بـ 24 فنحصل على اليوم الضوئي.
- وأخيرا يضرب الناتج بـ 365، وهي عدد الأيام السنة الأرضية وبذلك نحصل على السنة الضوئية.
المراجع
What Is a Light-Year?، من موقع: www.livescience.com، اطّلع عليه بتاريخ 21-07-2019.
How Far is a Light Year?، من موقع: www.universetoday.com، اطّلع عليه بتاريخ 21-07-2019.
What is a light-year and how long is 1 light-year?، من موقع: www.physlink.com، اطّلع عليه بتاريخ 21-07-2019.
