علوم وفضاء

السرعة الظاهرية فوق الضوئية: كيف يقصر زمن الوصول؟

سرعتان ظاهريتان
منحنيان نظريان؛ الزاوية بالدرجات.

وقت الوصول يتأثر بحركة المصدر. [1][2]

الخلاصة السريعة

التجاوز ظاهري؛ السرعة الحقيقية v<c. [1][2]

  • بقعة تتحرك بسرعة ثابتة v=βc، حيث 0<β<1، في الفراغ بتقريب الراصد البعيد بزاوية 0≤θ≤90° من خط النظر. c سرعة الضوء بوحدة m/s؛ Δte>0 فاصل الانبعاث بالثواني في إطار الراصد، لا ساعة البقعة. نهمل تغير خط النظر والتمدد الكوني. [1][2]
  • الإزاحة العرضية Δx=βcΔte sinθ بالمتر. يقصر طريق الضوء اللاحق بمقدار βcΔte cosθ، فيكون فاصل الوصول Δta=Δte(1−βcosθ)>0 بالثواني. [1][2]
  • السرعة العرضية الظاهرية vapp=Δx/Δta؛ لذا βapp=vapp/c=βsinθ/(1−βcosθ). ليست السرعة الحقيقية، ولا المركبة العرضية v sinθ. [1][2]
  • أقصى βapp=β/√(1−β²) عند cosθ=β. يمكن تجاوز 1 لبعض الزوايا إذا وفقط إذا β>1/√2؛ عند المساواة تبلغ القمة 1 فقط. [2]
  • مثالان مؤلفان عند cosθ=β: β=0.6 يعطي Δta/Δte=0.64 وβapp=0.75؛ β=0.8 يعطي 0.36 و4/3. الإزاحة في الحالتين Δx/(cΔte)=0.48، لكن زمن الوصول مختلف. [1][2]

إطار الزمن والزاوية

بقعة تتحرك بسرعة ثابتة v=βc، حيث 0<β<1، في الفراغ بتقريب الراصد البعيد بزاوية 0≤θ≤90° من خط النظر. c سرعة الضوء بوحدة m/s؛ Δte>0 فاصل الانبعاث بالثواني في إطار الراصد، لا ساعة البقعة. نهمل تغير خط النظر والتمدد الكوني. [1][2]

نموذج مبسط. [1][2]

مساران ضوئيان

الإزاحة العرضية Δx=βcΔte sinθ بالمتر. يقصر طريق الضوء اللاحق بمقدار βcΔte cosθ، فيكون فاصل الوصول Δta=Δte(1−βcosθ)>0 بالثواني. [1][2]

الصيغة تقريب للراصد البعيد. [1][2]

أي سرعة نحسب؟

السرعة العرضية الظاهرية vapp=Δx/Δta؛ لذا βapp=vapp/c=βsinθ/(1−βcosθ). ليست السرعة الحقيقية، ولا المركبة العرضية v sinθ. [1][2]

كل من β,βapp نسبة بلا وحدة. [2]

زاوية القمة والعتبة

أقصى βapp=β/√(1−β²) عند cosθ=β. يمكن تجاوز 1 لبعض الزوايا إذا وفقط إذا β>1/√2؛ عند المساواة تبلغ القمة 1 فقط. [2]

عند θ=0 الإزاحة العرضية صفر. [2]

مثالان وفاصلان

مثالان مؤلفان عند cosθ=β: β=0.6 يعطي Δta/Δte=0.64 وβapp=0.75؛ β=0.8 يعطي 0.36 و4/3. الإزاحة في الحالتين Δx/(cΔte)=0.48، لكن زمن الوصول مختلف. [1][2]

حسابان تعليميان، لا قياس لنفاثة. [1][2]

فاصلا الوصول
الفاصلان مقسومان على فاصل الانبعاث عند cosθ=β.

المراجع

  1. ناسا: تفسير الحركة الظاهرية
  2. NED: القمة والعتبة

سرعة الضوء

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.