سرعت نور یک ثابت اساسی در فیزیک است که نشان دهنده حداکثر سرعتی است که تمام انرژی، ماده و اطلاعات موجود در جهان می توانند با آن حرکت کنند. نقش مهمی در زمینه های مختلف مانند نور، فیزیک و تابش الکترومغناطیسی دارد. سرعت نور با 'c' نشان داده می شود و تقریباً برابر با 299,792,458 متر بر ثانیه (m/s) در خلاء است.
نور نوعی تابش الکترومغناطیسی است که با چشم انسان قابل مشاهده است. با این حال، تابش الکترومغناطیسی طیف گسترده ای از طول موج ها، از پرتوهای گاما کوتاه تا امواج رادیویی بلند را در بر می گیرد. نور منحصربه‌فرد است زیرا هم ویژگی‌های موج مانند و ذره‌مانند از خود نشان می‌دهد که به دوگانگی موج-ذره معروف است. این ماهیت دوگانه به نور اجازه می دهد تا بدون واسطه در خلاء فضا حرکت کند و آن را از انواع دیگر امواجی که برای انتشار به یک محیط مادی نیاز دارند متمایز می کند.
ثابت بودن سرعت نور، صرف نظر از حرکت ناظر، یکی از اکتشافات پیشگامانه قرن بیستم بود که منجر به توسعه نظریه نسبیت خاص آلبرت انیشتین شد. طبق این نظریه، قوانین فیزیک برای همه ناظران بدون شتاب یکسان است و سرعت نور در خلاء بدون توجه به سرعت حرکت ناظر یکسان است. این اصل منجر به درک این موضوع شد که فضا و زمان در یک زنجیره واحد به نام فضازمان در هم تنیده شده اند و اجسام در حال حرکت در مقایسه با آنهایی که در حال سکون هستند، زمان را متفاوت تجربه می کنند.
در طول قرن ها، آزمایش های مختلفی برای اندازه گیری سرعت نور با دقت فزاینده ای انجام شده است. یکی از اولین تلاش های موفق توسط اوله رومر در سال 1676 انجام شد، که حرکت قمر مشتری آیو را برای تخمین سرعت نور مشاهده کرد. روش قابل توجه دیگری توسط آلبرت مایکلسون در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم با استفاده از یک سیستم آینه چرخان ابداع شد. آزمایش‌های مایکلسون به‌طور قابل‌توجهی دقیق بود و پایه‌ای را برای اندازه‌گیری‌های مدرن، که معمولاً شامل تکنیک‌های بسیار پیچیده‌ای مانند تداخل سنجی لیزری است، ایجاد کرد.
ثابت بودن سرعت نور پیامدهای عمیقی برای درک ما از جهان دارد. یک محدودیت سرعت جهانی برای انتقال اطلاعات و حرکت اشیا تعیین می کند. این محدودیت منجر به اثراتی مانند اتساع زمانی و انقباض طول می شود که توسط نسبیت خاص پیش بینی می شود. برای مثال، هرچه یک مسافر فضایی به سرعت نور نزدیک‌تر شود، زمان او نسبت به کسی که روی زمین باقی می‌ماند کندتر می‌گذرد. این پدیده با آزمایش هایی مانند مشاهده فروپاشی ذرات در حال حرکت با سرعت نزدیک به سرعت نور تأیید شده است.
سرعت نور نیز در فناوری مدرن نقش اساسی دارد. به عنوان مثال، سیستم های موقعیت یابی جهانی (GPS) برای محاسبه مکان های دقیق باید سرعت محدود نور را در نظر بگیرند. در ارتباطات راه دور، سرعت نور در کابل های فیبر نوری، سرعت انتقال داده ها را بین مکان ها محدود می کند. علاوه بر این، درک رفتار نور و سرعت آن در توسعه فناوری های جدید مانند محاسبات کوانتومی و ارتباطات بسیار مهم است.
در حالی که سرعت نور در خلاء ثابت است، وقتی از هر محیطی مانند هوا، آب یا شیشه عبور می کند، سرعت آن کاهش می یابد. این کاهش سرعت بستگی به ضریب شکست محیط \(n\) دارد که به صورت \(n = \frac{c}{v}\) تعریف می شود که \(v\) سرعت نور در محیط است. این پدیده توضیح می دهد که چرا نور هنگام عبور از یک محیط به رسانه دیگر خم می شود یا منکس می شود، رفتاری که در لنزها، منشورها و سایر دستگاه های نوری مورد سوء استفاده قرار می گیرد.
یکی از جالب ترین سوالات در فیزیک این است که آیا می توان از سرعت نور پیشی گرفت؟ بر اساس تئوری‌های فیزیکی کنونی، به‌ویژه نسبیت خاص، انجام این کار به انرژی بی‌نهایت نیاز دارد که عملاً برای هر جسمی با جرم غیرممکن است. با این حال، تحقیقات در زمینه هایی مانند مکانیک کوانتومی و مفهوم "درایوهای تار" در فیزیک نظری برای بررسی احتمالات فراتر از این محدودیت سرعت جهانی ادامه دارد، اگرچه هنوز هیچ روش عملی کشف نشده است.
سرعت نور سنگ بنای درک ما از جهان است که بر همه چیز از قوانین اساسی فیزیک گرفته تا طراحی فناوری های مدرن تأثیر می گذارد. ثبات آن در بین همه ناظران، پایه و اساس نسبیت را فراهم کرد، که درک ما از فضا، زمان و گرانش را تغییر داد. علیرغم نقش آن به عنوان یک محدودیت سرعت جهانی، سرعت نور همچنان به دانشمندان و مهندسان الهام می بخشد تا محدودیت های درک و فناوری ما را کشف کنند.
