Vận tốc ánh sáng chính là thứ mà chắc thời còn ngồi trên ghế nhà trường các bạn được nghe rất nhiều. Đây là một trong những hằng số vật lý rất quan trọng đối với con người và liên quan mất thiết đến nhiều sự sống và phát minh khác của con người. Vậy bạn có biết rõ về tốc độ ánh sáng là gì không? Và các vai trò của nó là gì? Hãy tìm hiểu qua bài viết này nhé.
Vận tốc ánh sáng là gì?
Vận tốc ánh sáng hay được nói một cách tổng quát là tốc độ lan truyền của bức xạ điện từ trong chân không. Đây là một hằng số vật lý cơ bản quan trọng nhiều lĩnh vực vật lý. Kí hiệu là c.
Nguồn gốc của vận tốc ánh sáng
Để có thể nhận diện và biết được độ chính xác của vận tốc thì không phải là một điều đơn giản. Ánh sáng đã có từ rất lâu và xa xưa. Nhưng để tìm được tốc độ ánh sáng phải nhờ trí tuệ, phát minh của con người cũng như trải qua rất nhiều quá trình nghiên cứu của các nhà khoa học ở nhiều thế kỉ.
Ngay cả thời cận đại, con người vẫn chưa biết liệu ánh sáng di chuyển tức thời hay với vận tốc hữu hạn. Ghi nhận đầu tiên về tốc độ ánh sáng chính là sự tranh luận giữa các nhà triết học Hy Lạp cổ đại, Hồi giáo và châu Âu trung .
Dưới đây là tên các nhà khoa học cùng với số đo vận tốc ánh sáng mà họ đã tìm ra:
| 1675 | Rømer và Huygens, vệ tinh của Sao Mộc |
220000 |
| 1729 | James Bradley, hiện tượng quang sai |
301000 |
| 1849 | Hippolyte Fizeau, bánh răng quay |
315000 |
| 1862 | Léon Foucault, gương quay |
298000+500 |
| 1907 | Rosa và Dorsey, hằng số EM |
299710+30 |
| 1926 | Albert Michelson, giao thoa kế |
299796+4 |
| 1950 | Essen và Gordon-Smith, bộ cộng hưởng hốc |
299792.5+3.0 |
| 1958 | K.D. Froome, giao thoa vô tuyến |
299792.50+0.10 |
| 1972 | Evenson et al., giao thoa kế laser |
299792.4562+0.0011 |
| 1983 | Phiên họp thứ 17 CGPM, định nghĩa lại đơn vị mét |
299792.458 (chính xác) |
Vận tốc ánh sáng có giá trị bằng bao nhiêu?
Tốc độ ánh sáng khi truyền trong chân không là 299.792.450 m/s. Đây là kết quả chính xác nhất sau bao nhiêu quá trình nghiên cứu. Và được làm tròn c = 300 000 km/s (tương đương gần 1 tỉ km/h). Trong chương trình học, các bạn cũng sẽ bắt gặp hằng số c = 3 x 108.
Giả sử bạn mang trong mình vận tốc như ánh sáng. Thì chưa quá 1s bạn đã đến được Mặt Trăng. Và trong 1s đó, bạn cũng có thể vòng quanh Trái Đất… tận 7 vòng. Bạn cũng có thể đến Mặt Trời chỉ bằng khoảng 8 phút. Tuy vậy, cũng phải mất nhiều năm để có thể vượt qua khoảng cách giữa Trái Đất và các ngôi sao gần nhất.
Vận tốc của ánh sáng sẽ bị giảm đi nếu qua môi trường khác như nước, không khí, thủy tinh,…
Xem thêm: Hút hầm cầu tại Đà Nẵng Thi công nhanh chóng, uy tín, chất lượng cao
Vận tốc ánh sáng có thực sự quan trọng?
Sự ra đời của thuyết tương đối hẹp của nhà vật lí Einstein được coi nền tảng về hằng số tốc độ ánh sáng trong mọi hệ quy chiếu quán tính. Đồng thời ông cũng cho rằng tốc độ ánh sáng rất quan trọng vì nó là tiên đề cho hàng loạt các khái niệm khác trong vũ trụ như không gian, thời gian,…
Dù đã tìm ra tốc độ ánh sáng và đưa ra một số lý thuyết ánh sáng. Tuy nhiên vấn đề về tốc độ ánh sáng vẫn gây tranh cãi với nhiều nhà khoa học. Một trong những vấn đề mà các nhà khoa học vẫn và đang thắc mắc chính là:
Có vận tốc nào nhanh hơn vận tốc ánh sáng không?
Đây chính là một trong những câu hỏi được thắc mắc khá nhiều. Năm 2011 các nhà khoa học đã ghi nhận được các hạt di chuyển nhanh hơn ánh sáng chính là hạt neutrino được bắn từ CERN (Cơ quan nghiên cứu hạt nhân châu Âu). Đây một phát hiện có thể đảo lộn một trong những định luật cơ bản của Einstein về vũ trụ. Các hạt này tới đích nhanh hơn 60 nano giây so với tốc độ ánh sáng. Tuy vậy, nhóm nghiên cứu đã có sự sai sót trong quá trình nghiên cứu. Cho nên, việc hạt Neutrino nhanh hơn ánh sáng hay không là điều chưa được chứng minh. Đến thời điểm hiện tại, Tốc độ ánh sáng là nhanh nhất trong vũ trụ.
Có thứ nào ngang bằng vận tốc ánh sáng không?
Có thể nói, tốc độ ánh sáng là một trong những vận tốc tối đa trong Vũ Trụ. Các sóng truyền thanh, truyền hình, sóng ra-đa, tia hồng ngoại, tia cực tím cũng có khả năng chuyển động với tương đương với Tốc độ ánh sáng.
Tuy vậy, tính đến thời điểm hiện tại thì chưa có vật nào có khối lượng nhanh bằng vận tốc ánh sáng.
Sự phát minh vĩ đại nhất của con người khi mà làm một vật có khả năng gần với tốc độ ánh sáng chính là các máy gia tốc hạt siêu mạnh như Máy Gia tốc Hạt Lớn (LHC) của CERN hay Tevatron của Mỹ. Các máy này có khả năng tăng vận tốc các hạ nguyên tử giống tốc độ ánh sáng đến 99,9999%.
Dù vậy, mọi thứ chỉ ở mức gần hoặc tương đương. Chứ không thể đạt tuyệt đối 100%. Trên cả vũ trụ, vẫn chưa phát hiện một hạt, sự vật nào có khả năng nhanh hơn hoặc bằng với tốc độ ánh sáng.
Tốc độ ánh sáng và tốc độ bóng đêm
Đã có một số người cho rằng, đã xuất hiện tốc độ ánh sáng, thì chắc hẳn phải có vận tốc bóng đêm. Nhưng cơ bản, vận tốc bóng đêm không hề tồn tại. Bóng đêm không phải là vật chất hay năng lượng như ánh sáng. Nó đơn thuần chỉ là một phông nền, và nó vĩnh cữu.
Nhưng nếu ta tính vận tốc bóng đêm thì thực chất nó là… Tốc độ ánh sáng. Ví dụ ở trong một căn phòng kính, việc ta có ánh sáng chính là ánh sáng đã chuyển động, di chuyển đến ta, khiến ta có thể thấy mọi thứ. Còn khi ánh sáng đi, mọi thứ sẽ trở về đen tối. Như vậy việc sáng lên và tối đi thì cũng giống như ánh sáng đi và về vậy.
Hi vọng qua bài viết này cũng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về ánh sáng.
