أيهما أسرع الصوت أم الضوء؟
الضوء أسرع من الصوت بكثير، حيث تبلغ سرعة الصوت في الهواء في درجة حرارة الغرفة حوالي 343 مترًا في الثانية، أي ما يقدر بحوالي 1235 كيلومترًا في الساعة، أو 767 ميلًا في الساعة، في حين تبلغ سرعة الضوء في الفراغ حوالي 299،792،458 مترًا في الثانية
أي ما يقدر بحوالي 300،000 كيلومتر في الثانية، أو 186،282 ميلًا في الثانية، وهذا هو السبب في كوننا نرى ضوء البرق قبل أن نسمع صوت الرعد المصاحب له في أثناء نشوء عاصفة رعدية، حيث ينتقل الضوء (البرق) أسرع بكثير من الصوت (الرعد).
اعتمادًا على سرعة الضوء، يمكن تفسير أننا عندما نرى أحداثًا بعيدة للغاية، مثل الضوء القادم من النجوم أو الشمس، فإننا نراقب أشياء حدثت في الماضي، حيث استغرق الضوء وقتًا للانتقال من تلك الأشياء البعيدة جدًا إلى عيوننا.
لماذا الضوء أسرع من الصوت؟
يعود السبب الرئيسي وراء حقيقة أن سرعة الضوء أكبر من سرعة الصوت بشكل أساسي إلى طبيعة الوسط الذي ينتقل فيه كل من الضوء والصوت والقوانين الأساسية للفيزياء التي تحكم سلوكهما، وتفسير ذلك:
1- وسط الانتقال
يسلك الضوء طريقه عبر الفراغ، مثل الفضاء الخالي، والذي لا يحتوي على أي ذرات أو جزيئات تعيق حركته في أثناء انتقاله، ولذلك فإن الموجات الضوئية تتمكن من الانتقال من مكانٍ لآخر في الفراغ دون عوائق، مما يؤدي إلى السرعة القصوى التي يمكن يحققها الضوء، والتي تكون أكبر من سرعة أي كيان فيزيائي آخر، والتي تقدر بحوالي 299,792,458 مترًا في الثانية.
يحتاج الصوت إلى وسط فيزيائي لينتقل من خلاله، مثل الهواء، أو الماء، أو المواد الصلبة، لكي ينتقل من مكانٍ لآخر، حيث ينتشر الصوت على هيئة موجات ضغط وتخلخل في الوسط، وذلك بسبب اهتزاز الجسيمات
علمًا بأن وجود الذرات والجزيئات في الوسط الناقل يعني أنها بحاجة للتفاعل ونقل الحركة إلى الجسيمات المجاورة لها لنقل موجة الصوت، مما يؤدي إلى جعل سرعة الصوت أبطأ بكثير مقارنة بسرعة الضوء.
2- قوانين الفيزياء
تخضع سرعة الضوء لواحدة من الثوابت الفيزيائية الأساسية للطبيعة، والتي تعرف بسرعة الضوء في الفراغ، والتي يُرمز إليها بالرمز (c)، وهذا الثابت جزء أساسي من نظرية النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين وهي جزء حاسم من فهمنا للكون
على النقيض من ذلك، فإن سرعة الصوت تعتمد على خصائص الوسط الذي ينتقل به، مثل كثافة الوسط الناقل ومرونته، حيث يتبع الصوت قوانين الميكانيكا الكلاسيكية، ويتأثر بعوامل عديدة، مثل درجة الحرارة والضغط، ونتيجة لذلك
يمكن أن تختلف سرعة الصوت اعتمادًا على الوسط، وعمومًا تكون أبطأ بكثير من سرعة الضوء.
