Το φως ταξιδεύει πάντα με την ίδια ταχύτητα;

Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι 299,792,458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο ή 670,615,343 μίλια την ώρα. Αυτό αντιπροσωπεύεται από τη μεταβλητή c, που σημαίνει το λατινικό celeritas, που σημαίνει ταχύτητα. Υπάρχει συναίνεση μεταξύ των φυσικών ότι η αποδοχή της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, της επικρατούσας θεωρίας της φυσικής του Αϊνστάιν, συνεπάγεται την αποδοχή της ταχύτητας του φωτός στο κενό ως σταθερά. Επομένως, κάθε πείραμα που προτείνει ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό αλλάζει με την πάροδο του χρόνου αντιμετωπίζεται στην κοινότητα της φυσικής με μεγάλη καχυποψία.

Είναι ευρέως γνωστό, ωστόσο, ότι η ταχύτητα του φωτός είναι μεταβλητή όταν δεν κινείται μέσα στο κενό. Ο λόγος της ταχύτητας του φωτός μέσω ενός δεδομένου μέσου και μέσω ενός κενού ονομάζεται δείκτης διάθλασης του μέσου ή οπτική πυκνότητα. Ορισμένα μέσα έχουν τόσο υψηλό δείκτη διάθλασης που μπορούν να επιβραδύνουν το φως στην ταχύτητα ενός ατόμου που περπατά, ή ακόμη και να το ακινητοποιήσουν προσωρινά.

Για παράδειγμα, η ταχύτητα του φωτός μέσω του αέρα είναι πολύ κοντά στην ταχύτητά του στο κενό. Ανάλογα με το πόσο πυκνό είναι το διαφανές μέσο, ​​μπορεί να επιβραδύνει το φως σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό. Το νερό και το ποτήρι μπορούν να το επιβραδύνουν στα 3/4 και 2/3 του c, αντίστοιχα. Διαφορετικά μήκη κύματος ταξιδεύουν επίσης με διαφορετικές ταχύτητες μέσω διαφορετικών μέσων. Για παράδειγμα, το μπλε φως ταξιδεύει διαφορετική ταχύτητα από το κόκκινο όταν διέρχεται από ένα πρίσμα, προκαλώντας το διαχωρισμό των δύο σε μια διαδικασία που ονομάζεται διασπορά.

Στην πραγματικότητα, η ταχύτητα του φωτός δεν επιβραδύνεται ποτέ. Απλώς καθυστερεί καθώς τα φωτόνια απορροφώνται και εκπέμπονται εκ νέου από τα άτομα στον ενδιάμεσο χώρο. Όταν μια δέσμη φωτός εξέρχεται από ένα διαφανές μέσο στο κενό, συνεχίζει να ταξιδεύει με τον ίδιο ρυθμό όπως όταν εισήλθε αρχικά, χωρίς καμία πρόσθετη ενέργεια. Αυτό δείχνει ότι η επιβράδυνση είναι απλώς απατηλή.

Τουλάχιστον δύο μέσα είναι ικανά να επιβραδύνουν τρομερά το φως: τα συμπυκνώματα Einstein-Bose και το καυτό αέριο ρουβίδιο. Και τα δύο έχουν χρησιμοποιηθεί για να σταματήσουν εντελώς το φως. Αυτό επιτεύχθηκε για πρώτη φορά σε προσωρινή βάση σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν το 2001.