Ar kada susimąstėte, ar įmanoma važiuoti nedideliu greičiu? Galbūt turėdami reikalingas technologijas, kurios padėtų mums pasiekti šį greitį, mes vieną dieną galėtume skristi į visatos kraštą ir pamatyti, kas yra už jos ribų?
- „Salik.biz“
Šiek tiek teorijos
Šviesos greitis vakuume yra konstanta, kurią mes tiksliai žinome: pavyzdžiui, šviesa juda 299 792 458 metrų per sekundę greičiu. Tai yra visų elektromagnetinių laukų, įskaitant radijo bangas, infraraudonųjų spindulių, ultravioletinę, rentgeno ir gama, spinduliuotę vakuume.
Pagal Einšteino specialiąją reliatyvumo teoriją, niekas negali keliauti greičiau nei šviesa. Normaliomis sąlygomis šviesa mums akimirksniu juda. Pvz., Mes neturime laiko pamatyti, kaip fotonai atspindi objektus ir sugeriami kambario paviršių, kai išjungiama šviesa - tai atsitinka taip greitai.
Šviesos greitis tuščioje erdvėje (vakuume) nepriklauso nuo santykinio greičio tarp jos šaltinio ir stebėtojo. Kai kurie mano, kad šis teiginys prieštarauja sveikam protui, tačiau būtent tai ir buvo įrodyta eksperimentiniu būdu. Garsiausią tokį eksperimentą XIX amžiaus pabaigoje atliko fizikai Albertas Michelsonas ir Edwardas Morley. Jie nustatė, kad šviesos greitis visomis kryptimis yra vienodas, neatsižvelgiant į tai, kad pati Žemė juda per kosmosą.
Albertas Michelsonas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Žmogus ir greitis
Žmonės tikrai mėgsta greitį. Kadangi ratas buvo išrastas, o greitį jau nebebuvo nustatoma pagal kojų stiprumą, norėjome judėti vis greičiau. Kuo greičiau žmogus juda, tuo žavesnis jis tampa (nors, verta paminėti, kad kai kuriems žmonėms didelis greitis yra bauginantis dalykas). Šiandien žmonijai pavyko sukurti neįtikėtinai greitus orlaivius, ypač greitus naikintuvus, ypač greitus greitaeigius traukinius ir pan. Tačiau visata turi kažką aukščiau rankovės nei viskas, ką mes pasiekėme - šviesa.
Taigi, galbūt kai kurie iš jūsų vieną vakarą po sunkios darbo dienos, sėdėdami su alaus buteliu ar arbatos puodeliu, susimąstė, koks būtų judėjimas šviesos greičiu.
Kas nutiks, jei judėsime šviesos greičiu
Žmogus, judantis šviesos greičiu, patirs laiko išsiplėtimą. Jam laikas praeis lėčiau, palyginti su žmogumi, kuris stovi vietoje. Be to, labai pasikeis jų regėjimo laukas. Žmogui, judančiam šviesos greičiu, Visata atsiras tunelio pavidalu priešais aparatą, kuriuo jis keliauja. Apsvarstykite šią įdomią idėją.
Iki XX amžiaus pasaulis buvo įsitikinęs Izaoko Newtono požiūrio į objektus ir gravitacijos teisingumu. Tačiau 1900-aisiais niekas kitas, išskyrus Albertą Einšteiną, perėmė pasaulį ir pakeitė jį amžiams.
Albertas Einšteinas skaito paskaitas Vienoje 1921 m.
Jo pasiūlyta reliatyvumo teorija paaiškino daugelį klausimų, susijusių su mase ir energija. Masės ir energijos ekvivalento lygtis įrodė, kad masė ir energija yra keičiamos, tai yra, viena gali būti paversta kita - ir atvirkščiai. Jis taip pat pasiūlė, kad nėra vieno standartinio atskaitos principo. Viskas yra santykinai net laikas. Tada jam pasirodė supratimas, kad šviesos greitis yra pastovus ir nepriklauso nuo stebėtojo. Taigi, jei asmuo juda 50% šviesos greičio ta pačia kryptimi kaip ir šviesa, tada šviesos spindulys atrodys jam toks pats, kaip ir stovintiam asmeniui.
Kalbant apie masės ir energijos ekvivalentą, trumpai tariant, tai reiškia, kad jei objektas juda 10% šviesos greičio, jo masė padidės 0,5% jo pradinės masės. Tuo pačiu metu, jei objektas juda 90% šviesos greičio, jo masė padidės dvigubai.
Ar galime keliauti šviesos greičiu?
Ne, mes negalime judėti nedideliu greičiu. Esmė ta, kad judant šviesos greičiu, objekto masė padidės eksponentiškai. Įsivaizduokite taip: šviesos greitis yra beveik 300 tūkstančių kilometrų per sekundę, o kai objektas juda tokiu greičiu, jo masė tampa begalinė. Todėl norint perkelti šį objektą reikės begalinės energijos (atsiminkite masės ir energijos ekvivalentą), o tai yra labai nepraktiška.
Grubiai tariant, dėl šios priežasties joks objektas negali judėti šviesos greičiu (išskyrus pačią šviesą) ar greičiau.
Kalbant apie judėjimą beveik šviesos greičiu, tarkime, kad 90% jo, tada turėsime įdomių pastebėjimų.
Judama (beveik) šviesos greičiu
Visų pirma, tokiu greičiu judantis asmuo patirs laiko išsiplėtimą. Laikas praeis lėčiau jam nei nejudančiam. Pvz., Jei asmuo juda 90% šviesos greičio, tada, kai jam praeina 10 minučių, nejudančiam žmogui praeina 20 minučių.
Diagrama, rodanti laiko kreivę artėjant prie šviesos greičio.
Verta paminėti pagrindinius regėjimo lauko pokyčius. Žmogui, judančiam visur, kur 90% šviesos greičio, kaip minėta, Visata atrodys taip, tarsi jis į tai žiūrėtų pro langą priešais savo erdvėlaivį. Žvaigždės, prie kurių jis artėja, pasirodys mėlynos, o tos, kurios liko už jos, bus raudonos. Taip yra todėl, kad šviesos žvaigždės, esančios priešais jį, bangos susilies kartu, todėl objektas bus mėlynas, o paliktos žvaigždžių šviesos bangos ištemps ir pasidarys raudonos, sukeldamos kraštutinį Doplerio efektą.
Įveikęs tam tikrą ženklą, žmogus pasinertų į tamsą, nes į jo akis krintantys bangų ilgiai būtų už matomo spektro.
Be abejo, net ir su visais nepraktiškumais ir kliūtimis, susijusiomis su kelionėmis šviesos greičiu (ar arti), tai tikrai būtų dar vienas nuotykis.
Vladimiras Guillenas