What Is Light?

Cahaya merupakan penghubung antara kita dan alam semesta

Melalui cahaya, kita dapat mengetahui bintang-bintang yang jauh

dan menoleh ke belakang sewaktu permulaan kejadiannya

Tetapi, apa itu cahaya?

Secara mudahnya, cahaya ialah kuantiti tenaga yang paling kecil

Yang boleh diangkut, foton ialah elemen partikel yang tidak mempunyai saiz sebenar

Yang tidak boleh dipisahkan, hanya boleh dicipta dan dimusnahkan

Cahaya juga mempunyai keduaan partikel-gelombang

menjadi partikel dan sesuatu gelombang dalam satu-satu masa

Walaupun ini ialah pembohongan

Kalau kita berkata "cahaya", kita sebenarnya berkata tentang cahaya nampak

Yang merupakan bahagian kecil daripada spektrum elektromagnet

Tenaga dalam bentuk sinaran elektromagnet

Sinaran elektromagnet terdiri daripada

Julat panjang gelombang dan frekuensi yang besar

Sinar gama mempunyai panjang gelombang yang pendek, kerana mengandungi tenaga yang tertinggi

Tetapi, kebanyakan sinar gama hanya kurang daripada 10 pikometer

Yang mana masih lebih kecil daripada atom hidrogen

Untuk rujukan, satu atom hidrogen diumpamakan sebagai satu sen

Yang mana ianya sebesar satu sen dibandingkan dengan bulan

Cahaya nampak berada di tengah spektrum

Julatnya ialah lebih kurang 400 nanometer hingga 700 nanometer

Iaitu sebesar bakteria

Dalam hujung spektrum yang lain, gelombang radio yang boleh mencecah diameter sepanjang 100 km

Panjang gelombang yang paling besar yang wujud

Boleh menjangkau daripada 10000 km hingga 100000 km

Lebih besar dari Bumi

Daripada pandangan fizik, semua gelombang yang berlainan adalah sama

Semuanya mempunyai keduaan partikel-gelombang dan merambat pada c, kelajuan cahaya

Hanya berbeza frekuensi

Jadi, apakah yang membuatkan cahaya nampak ini istimewa?

Sebenarnya tiada apa-apa pun

Kita mempunyai mata yang cekap

yang mengambil bahagian dalam spektrum elektromagnet

Ini bukan kebetulan yang lengkap

Cahaya nampak hanyalah set daripada sinaran elektromagnet

Yang merambat dengan baik di dalam air

Yang berlaku apabila kebanyakan mata pertama kali berevolusi jutaan tahun lampau

Ini ialah langkah yang bijak kerana cahaya bukan sahaja beinteraksi dengan jirim

Juga boleh berubah dengannya dan boleh digunakan

Untuk mengumpul maklumat tentang dunia di sekeliling kita

Hampir tanpa berhenti

Boleh dikatakan sangat membantu untuk kelangsungan hidup

Baiklah, dari manakah datangnya cahaya?

Julat gelombang elektromagnet yang luas tercipta apabila atom dan molekul

Berjatuhan daripada keadaan tertinggi hingga keadaan terendah

Mereka kehilangan tenaga dan memancar dalam bentuk sinaran

Dalam tahap mikroskopik, cahaya nampak dicipta apabila satu elektron dalam atom

yang dalam keadaan teruja jatuh kepada keadaan tenaga yang lebih rendah

Dan kehilangan tenaga yang berlebihan

Cara yang sama, cahaya yang mendatang boleh meningkatkan elektron kepada keadaan tenaga yang lebih tinggi

dengan diserap olehnya

Secara makroskopik, cas elektron yang bergerak

mencipta medan magnet yang berayun

yang mana mencipta medan elektrik yang berayun berserenjang dengannya

Dua medan ini bergerak dalam angkasa lepas

memindahkan tenaga dari satu tempat ke tempat lain

membawa maklumat tentang tempat ianya dicipta

Kenapakah, dalam semua benda dalam alam semesta ini, cahayalah yang paling laju?

Mari kita ubah soalan ini:

Apakah cara yang terpantas untuk merentasi alam semesta ini?

Ia ialah c, tepatnya 299,792,458 m/s dalam hampagas

satu bilion kilometer per jam

Sinaran elektromagnet bergerak terlalu pantas

Sebarang zarah yang tidak mengandungi jisim bergerak dengan kelajuan c, tanpa pecutan atau di antaranya

Cahaya yang dipancarkan oleh lilin

tidak akan memecut sehingga mencapai kelajuan cahaya

dengan segera daripada kejadiannya, kelajuannya ialah c

Jadi kenapa c ataupun kelajuan cahaya ini terhingga, jadi?

Tiada siapa tahu

Alam semesta terbina seperti ini

Kita tidak mempunyai jawapan yang bijak di sini

Jadi cahaya ialah sebahagian daripada spektrum

sebuah zarah asas yang bertindak seperti gelombang

digerakkan oleh dua medan yang berserenjang

bergerak dengan had laju alam semesta

Baiklah, itu bagus tetapi apakah perkara yang gila

yang bergerak dengan kelajuan cahaya dan masa

Paradoks kembar, perihal kuantum, perkara seperti itu?

Kita akan simpannya untuk video lain

Untuk sekarang, mari kita bergembira yang mata kita yang berevolusi ini boleh 'mengutip'

gelombang maklumat, meresapi alam semesta

membuat kita melihat benda yang membantu kita untuk meletakkan kewujudan kita ke dalam perspektif