אור הוא החיבור בינינו לבין היקום.
בעזרת אור, אנו יכולים לחוות כוכבים רחוקים
ולהסתכל אחורה על תחילת הקיום עצמו.
אבל מהו אור?
בקצרה, אור הוא היחידה הקטנה ביותר של אנרגיה
שיכולה להיות מועברת, פוטון, חלקיק יסודי, ללא גודל ממשי
שלא ניתן לפיצול, ניתן רק ליצור או להרוס אותו.
בנוסף, לאור ישנה תכונה בשם דואליות גל-חלקיק
שאומרת שהאור הוא גם חלקיק וגם גל בו זמנית
למרות שזהו שקר.
בנוסף, כשאנו אומרים "אור" אנו בעצם מתכוונים לאור נראה,
שהוא חלק קטנטן מהספקטרום האלקטרומגנטי,
אנרגיה בצורה של קרינה אלקטרומגנטית.
קרינה אלקטרומגנטית מכילה
טווח עצום של תדרים ואורכי גל
קרני גאמא הן בעלות אורך הגל הקצר ביותר, בגלל שלפוטונים יש את האנרגיה הכי גבוהה,
אבל רוב קרני הגאמא הן מעט מתחת ל-10 פיקומטר (טריליונית המטר),
שזה עדיין קטן בהרבה מאטום מימן.
בשביל ההשוואה, אטום מימן לעומת סנט אמריקאי
זה בערך כמו סנט אמריקאי לעומת גודלו של הירח.
האור הנראה הוא באמצע הספקטרום,
בטווח שבין בערך 400 ננומטר לבין בערך 700 ננומטר,
בערך בגודל של בקטריה רגילה.
בצידו השני של הספקטרום, גלי רדיו יכולים להגיע לאורך של 100 קילומטר,
בעוד שאורכי הגל הגדולים ביותר הידועים לנו
יכולים להגיע לטווח בין 10,000 קילומטר לגודל עצום של 100,000 קילומטר -
גדול מכדור הארץ בהרבה!
מנקודת מבטה של הפיזיקה, כל אורכי הגל הללו הם זהים -
לכולם יש את תכונת ה"דואליות גל-חלקיק" וכולם זזים ב-C, מהירות האור,
רק בתדירויות שונות.
אז מה גורם לאור נראה להיות מיוחד, אם כך?
ובכן... שום דבר.
במקרה התפתחנו כך שעינינו טובות
בלקלוט בדיוק את החלק הזה בספקטרום האלקטרומגנטי.
למרות זאת, זהו לא צירוף מקרים מוחלט;
אור נראה הוא רק חלק של הקרינה האלקטרומגנטית
שמתפשט בצורה טובה במים,
המקום שבו רוב העיניים הראשונות התפתחו לפני מיליוני שנים.
זה היה מהלך חכם, בגלל שאור לא רק יוצר אינטרקציה עם חומר,
הוא גם ניתן לשינוי על ידי חומר וניתן לשימוש
בכדי לאסוף מידע על העולם סביבינו
ללא עיכוב משמעותי,
חלק שעוזר מאוד להישרדות.
אוקיי, אז מאיפה אור מגיע בכלל?
חלק ניכר מהגלים האלקטרומגנטיים נוצרים כאשר אטומים או מולקולות
יורדים מרמת אנרגיה גבוהה אחת לאחת נמוכה יותר.
הם מאבדים אנרגיה ומשחררים אותה בצורה של קרינה.
ברמה המיקרוסקופית, אור נראה נוצר כאשר אלקטרון בתוך אטום
נמצא במצב מעורר יורד לרמת אנרגיה נמוכה יותר
ובכך מאבד את האנרגיה הנוספת שהייתה לו.
באותה דרך, אור שמגיע ופוגע באטום יכול לעורר אותו לרמת אנרגיה גבוהה יותר
בכך שהאור "נספג" באלקטרון.
ברמת המאקרו, המטען הנע של האלקטרון
יוצר שדה מגנטי,
שיוצר בעצמו שדה חשמלי בניצב אליו.
שני השדות הללו נעים דרך המרחב
ומעברים אנרגיה ממקום אחד לשני,
וסוחבים איתם מידע לגבי המיקום בו נוצרו.
למה אם כך, מכל הדברים ביקום, אור הדבר המהיר ביותר?
בואו נשנה את השאלה:
מה הדרך המהירה ביותר לנו בחלל היקום?
התשובה היא C, בדיוק 299,792,458 מטרים בשנייה בואקום,
מיליארד קילומטרים בשעה.
קרינה אלקטרומגנטית במקרה נעה כל כך מהר.
כל חלקיק שאין לו מסה נע ב-C, בלי האצה או משהו בסגנון.
האור שנוצר מנר
לא צובר מהירות עד שהוא מגיע למהירות האור;
ברגע המדוייק בו הוא נוצר, מהירותו היא C.
אז למה C, או מהירות האור היא סופית אם כך?
ובכן... אף אחד אינו יודע.
היקום שלנו בנוי בצורה הזו.
אין לנו תשובה חכמה כאן.
אז אור הוא בעצם חלק מספקטרום,
חלקיק יסודי שמתנהג בנוסף כמו גל,
מונע על ידי שני שדות ניצבים
שנע במגבלת המהירות של היקום.
אוקיי, כל זה נחמד והכל, אבל מה לגבי כל הדברים המשוגעים
לגבי מסע במהירות האור והזמן,
פרדוקס התיאומים, דברים קוונטים, דברים כאלו?
אנו חייבים לשמור אותם לסרטון נוסף.
כרגע, בואו ניהיה שמחים שהתפתחנו עם עיניים שמסוגלות לקלוט
גלים של אינפורמציה שנעים בכל היקום,
שבעזרתם אנו יכולים לשים את הקיום שלנו בפרספקטיבה הנכונה.