چرا تصاویر در آینه‌ها به چپ و راست منعکس می‌شوند، اما بالا و پایین نه؟

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، اگر تا به حال در آینه نگاه کرده باشید، احتمالاً متوجه شده اید که هر چیزی که می‌بینید برعکس شده است. وقتی دست چپ خود را بالا می‌آورید، تصویر شما دست راست را بالا می‌برد. وقتی با چشم راست چشمک می‌زنید، چشم چپ تصویر شما چشمک می‌زند. به نظر می‌رسد هر چیزی که در آینه منعکس می‌شود، چپ و راست خود را معکوس کرده است. اما، به دلایلی، بالا و پایین معکوس نمی‌شود.

چرا این طور است؟ این فقط انسان‌ها نیستند که این موضوع را تجربه می‌کنند: ستاره دریایی، یک حشره، طوطی یا گربه، چه در فضا، چه در زمین یا هر جای دیگری در کیهان باشد همچنان همان تصویر را خواهد دید.

وقتی به آینه‌ای که روی هر دیوار نصب شده است نگاه می‌کنید، به نظر می‌رسد همه تصاویر به سمت چپ و راست برعکس می‌شوند، اما نه بالا و پایین. این موضوع نتیجه نحوه عملکرد بازتاب‌ها در یک سطح اساسی است. اولین چیزی که باید تشخیص دهید این است که هیچ چیز خاصی در مورد محیط ما وجود ندارد. در مورد آینه‌ها و بازتاب‌ها هیچ چیز قابل توجهی وجود ندارد یعنی عواملی، چون چشم انسان، سیاره زمین، جهت گیری بر اساس گرانش بالا و پایین و ماهیت نور هر کدام تأثیری در نتیجه دارد.

یکی از بهترین مثال‌ها برای نشان دادن این موضوع، در نظر گرفتن یک توپ در حال چرخش در آینه و در نظر گرفتن آن از دو منظر است: یکی توپی که حول محور عمودی خود می‌چرخد، مانند زمانی که توپ بسکتبال روی انگشت یک ورزشکار می‌چرخد و دیگری توپی که حول محور افقی خود می‌چرخد.

هنگامی که یک توپ را حول محور عمودی آن می‌چرخانید، می‌توانید این واقعیت را در نظر بگیرید که دو راه برای دیدن آن وجود دارد. اگر از بالا به این توپ نگاه کنید، می‌بینید که در جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخد، اگر در جهت برعکس آن را ببینید احتمالا در خلاف جهت عقربه‌های ساعت، می‌چرخد.

اگر یک خط خیالی در مرکز خود بکشید، با چرخش توپ حول محور افقی خود، واضح است که نیمه چپ و نیمه راست کاملاً متقارن هستند. بازتاب شما در آینه نیز مشابه است: چپ و راست کاملاً متقارن به نظر می‌رسند.

مطمئناً، آینه همچنان در حال جایگزینی سمت چپ شما با سمت راستتان است. دست راست بازتاب شما با دست چپ مطابقت داشته و دست چپ انعکاس شما با دست راست مطابقت دارد. از منظر انعکاس، توپ هم همان کار را انجام می‌دهد.

یک نقطه واحد روی توپ درست در امتداد خط استوای آن ایجاد کنید که بتوانید آن را ردیابی کنید، گویی که یک نشانگر دائمی ایجاد کرده و یک نقطه روی توپی که از شیشه شفاف ساخته شده است رسم کرده ایم. به طور همزمان، با شروع نقطه‌ای که نزدیک‌ترین حالت به بدن شما است، آنچه می‌بینیم به شرح زیر است:

نقطه واقعی از نزدیک‌ترین حالت به شما و دورتر از آینه شروع می‌شود و بنابراین نقطه در آینه از دید شما دورتر از بدن شما شروع می‌شود. سپس نقطه واقعی بالا آمده و از شما دورتر می‌شود، در حالی که نقطه در تصویر آینه‌ای به شما نزدیک‌تر می‌شود. سپس، پس از رسیدن به حداکثر ارتفاع خود، نقطه واقعی پایین می‌آید در حالی که به دورترین حالت خود از شما، اما نزدیک‌ترین نقطه به آینه می‌رسد، در حالی که تصویر نقطه در آینه به طور مشابه در حالی که به نزدیک‌ترین نقطه خود به شما می‌رسد پایین می‌آید.

به نقل از وبگاه bigthink؛  در فیزیک، نوع خاصی از تقارن وجود دارد که آنچه در آینه اتفاق می‌افتد از آنچه در واقعیت اتفاق می‌افتد قابل تشخیص نیست و به آن تقارن برابری می‌گویند. آنچه در مورد نحوه عملکرد آینه‌ها قابل توجه است اینست که آن‌ها کاملاً مستقل از ناظر هستند. اگر چشمان ما به جای جهت افقی در جهت عمودی از هم جدا شوند، آینه‌ها همچنان از جلو به عقب منعکس می‌شوند. اگر ما در گرانش صفر باشیم و فقط یک چشم داشته باشم، چیزی که در آینه می‌بینیم اصلاً تغییر نمی‌کند.