تساوي سرعة الضوء في الفراغ 299,792,458 متر لكل ثانية، وهي قيمة دقيقة وثابتة فيزيائيًا يُرمز لها بالرمز c. تُعد هذه السرعة أقصى سرعة تسافر بها الطاقة أو المادة أو المعلومات في الفضاء وفقًا لنظريات النسبية الخاصة، وهي أيضًا سرعة الجسيمات عديمة الكتلة والمجالات المتلازمة مثل الإشعاع الكهرومغناطيسي عبر الفراغ. ## الثبات الفيزيائي ودور الضوء في تعريف الوحدات يُعد الرمز c ثابتًا فيزيائيًا هامًا يربط بين المكان والزمان في نظرية النسبية، كما يظهر بوضوح في معادلة تكافؤ المادة والطاقة الشهيرة E = mc². من الخصائص الأساسية لهذه السرعة أنها لا تتغير بغض النظر عن سرعة المصدر أو الإطار المرجعي للمراقب، مما يجعلها حجر الزاوية في فهم الكون. بناءً على ثبات هذه القيمة، تم اعتمادها حاليًا لتعريف وحدة المتر كمعيار دولي لقياس الوقت والمسافة بدقة متناهية. وعند تقريب القيمة إلى ثلاثة أرقام معنوية، تقارب سرعة الضوء 300,000 كيلومتر في الثانية، بينما تبلغ حوالي مليار كيلومتر لكل ساعة عند الحساب بالساعات. هذا الثبات يعني أن أي محاولة للوصول إلى سرعة أعلى مستحيلة فيزيائيًا بالنسبة للمادة أو المعلومات. ## سلوك الضوء في المواد وتأثيراته العملية على الرغم من ثبات السرعة في الفراغ، فإن انتشار الضوء يتأثر عند مروره عبر المواد الشفافة. ينتشر الضوء في مواد مثل الزجاج والهواء بسرعة أقل من قيمة c. تُعرف النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ وسرعته في مادة ما (v) بقرينة الانكسار n، حيث تحسب بالمعادلة n=c/v. في حالة الزجاج، تساوي قرينة انكسار الضوء المرئي عادةً حوالي 1.5، مما يعني أن سرعة الضوء فيه تنخفض لتصل إلى سرعة تقريبية تساوي 200,000 كم/ث. أما في الهواء، فتبلغ قرينة الانكسار 1.0003، وتقل سرعة الضوء المرئي فيه بحوالي 90 كم/ث عن قيمته في الفراغ c. تترتب على هذه السرعة المحدودة آثار عملية هامة:

  • قد يستغرق الاتصال بمسابير الفضاء البعيدة دقائق إلى ساعات لإيصال الرسائل بسبب المسافات الشاسعة.
  • يصل ضوء النجوم إلينا بعد رحيله عنها منذ سنوات عديدة، وقد يصل هذا التأخير إلى آلاف السنين الضوئية.
  • تضع السرعة المحدودة للضوء حدًا للسرعة القصوى النظرية لأجهزة الحاسب الآلي.
  • يمكن استخدام سرعة الضوء مع زمن الطيران لقياس مسافات كبيرة بدقة عالية.

تشير النظريات الحالية أيضًا إلى أن سرعة الضوء هي نفسها سرعة الجاذبية الخاصة بأمواج الجاذبية. وعلى الرغم من وجود ظواهر أخرى في الفيزياء مثل تزامن دوران الإلكترونات المتجاورة حتى لو كان أحدها خارج المجرة، إلا أن سرعة الضوء تبقى الحد الأقصى المطلق لسرعة انتقال المعلومات والطاقة في الكون.