השאלה המקורית: מדוע מהירות האור היא ערך אבסולוטי וקבוע? האם יש עוד קבועים כאלה בפיסיקה?
מהירות האור (C) קבועה בריק. זו עובדה אמפירית. ממשואות מקסוול (התורה האלקטרודינמית) אנו מקבלים שגלי אור נעים במהירות קבועה בריק. היה זה רק הגיוני להניח שהחוקים האלה יחולו רק במערכת מיוחדת אחת. אך לא היו ניסויים שהצליחו להוכיח את זה (גם לא הניסוי המפורסם של מיכלסון ומורלי).
כשאלברט איינשטיין ניסח את תורת היחסות הפרטית, היא תאמה באופן עקבי ולוגי את ההנחה שמהירות האור קבועה בכל מערכת ייחוס ושמשוואות מקסוול תקפות בכל מערכות הייחוס האינרציאליות. איינשטיין טען שלא רק האור, אלא גם כל הפרעה ביקום אינה יכולה לנוע במהירות שעולה על C.
אלברט איינשטיין. מהירות האור מוחלטת | צילום: ויקיפדיה
מהירות האור היא הבסיס לתורת היחסות הפרטית, שקובעת שמהירות האור אינה תלויה במהירות הצופה ושהיא אינה משתנה עם הזמן והמקום. ההנחה שמהירות האור אינה תלויה במהירות הצופה מנוגדת להיגיון היומיומי שלנו (אחרי הכול במכניקה הניוטונית התרגלנו ל"חוק חיבור המהירויות" שלפיו צופה נייח שמודד מהירות של עצם כלשהו ימדוד מהירות שונה מאשר אם יעשה זאת צופה שנמצא בתנועה, וההפרש בין המדידות יהיה שווה למהירות היחסית של שני הצופים). אינשטיין הראה תיאורטית שהחוק הזה איננו תקף ברגע שזונחים את ההנחה שכל הגופים ביקום מתקדמים באותו קצב בזמן.
כאן המקום לציין שמהירות האור נמדדה רק בריק והמהירות הזאת היא קבוע מהירות האור C . כשאור נע בתוך תווך, למשל במים או באוויר, מהירותו תשתנה, אבל כמובן גם אז לא תעבור את C.
על פי הגדרה, קבוע פיסיקלי אינו משתנה בהתאם לסביבה שבה הוא נמדד. נוסף על מהירות האור בריק, קיימים קבועים רבים נוספים, כמו קבוע פלנק h (מכניקת הקוונטים), קבוע הכבידה G, קבוע בולצמן (מכניקה סטטיסטית) ועוד.
חיים ברק
המחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
