Замисляли ли сте се дали е възможно да пътувате със светлина? Може би с необходимата технология, която да ни помогне да постигнем тази скорост, един ден бихме могли да полетим до ръба на Вселената и да видим какво е отвъд нея?
Малко теория
Скоростта на светлината във вакуум е константа, която познаваме доста точно: например светлината се движи със скорост от 299,792,458 метра в секунда. Това е скоростта на разпространение на всички електромагнитни полета във вакуум, включително радиовълни, инфрачервено, ултравиолетово, рентгеново и гама излъчване.
Според специалната теория на относителността на Айнщайн нищо не може да пътува по-бързо от светлината. При нормални условия светлината наистина се движи мигновено за нас. Например, нямаме време да видим как фотоните се отразяват от обектите и се абсорбират от повърхности в помещението, когато светлината е изключена - това се случва толкова бързо.
Скоростта на светлината в празно пространство (вакуум) не зависи от относителната скорост между източника й и наблюдателя. Някои смятат, че това твърдение противоречи на здравия разум, но точно това е доказано експериментално. Най-известният подобен експеримент е извършен от физиците Алберт Михелсън и Едуард Морли в края на 19 век. Те открили, че скоростта на светлината е еднаква във всички посоки, независимо от факта, че самата Земя се движи през космоса.
Алберт Микелсън.
Промоционално видео:
Човек и скорост
Хората определено обичат скоростта. Тъй като колелото е измислено и скоростта вече не се определя от силата на краката ни, искахме да се движим по-бързо и по-бързо. Колкото по-бързо се движи човек, толкова по-възхитителен става (въпреки че, заслужава да се отбележи, че за някои хора високите скорости са плашещо нещо). Днес човечеството е успяло да разработи невероятно бързи самолети, свръхбързи изтребители, супербързи високоскоростни влакове и т.н. Вселената обаче има нещо по-бързо в ръкав от всичко, което сме постигнали - светлина.
Затова може би някои от вас една вечер след тежък ден, седнали с бутилка бира или чаша чай, се чудеха какво би било да се движите със скоростта на светлината.
Какво се случва, ако се движим със скоростта на светлината
Човек, който се движи със скоростта на светлината, ще преживее разширяване на времето. За него времето ще минава по-бавно в сравнение с човек, който стои неподвижно. Освен това тяхното зрително поле ще се промени значително. За човек, който се движи със скоростта на светлината, Вселената ще се появи под формата на тунел пред апарата, на който пътува. Помислете за тази вълнуваща идея.
До 20-ти век светът беше убеден в правилността на възгледите на Исак Нютон върху обектите и гравитацията. Въпреки това през 1900 г. никой друг освен Алберт Айнщайн поема и променя света завинаги.
Алберт Айнщайн изнася лекции във Виена през 1921г.
Предложената от него теория на относителността изясни много въпроси, свързани с масата и енергията. Уравнението на еквивалентността на масата и енергията доказа, че масата и енергията са взаимозаменяеми, тоест човек може да се трансформира в друг - и обратно. Той също така предположи, че няма единна стандартна референтна рамка. Всичко е относително дори времето. Тогава при него стигна разбирането, че скоростта на светлината е постоянна и не зависи от наблюдателя. По този начин, ако човек се движи с 50% от скоростта на светлината в същата посока като светлината, тогава светлинният лъч ще изглежда към него същото като за човек, който стои неподвижно.
Що се отнася до еквивалентността на маса и енергия, накратко, това означава, че ако даден обект се движи с 10% от скоростта на светлината, неговата маса ще се увеличи с 0,5% от първоначалната му маса. В същото време, ако един предмет се движи с 90% от скоростта на светлината, неговата маса ще се удвои.
Можем ли да пътуваме със скоростта на светлината
Не, не можем да се движим със светлинна скорост. Въпросът е, че когато се движите със скоростта на светлината, масата на даден предмет ще нараства експоненциално. Представете си следното: скоростта на светлината е почти 300 хиляди километра в секунда и когато един предмет се движи с тази скорост, неговата маса става безкрайна. Следователно, за да преместите този обект, ще е необходима безкрайна енергия (не забравяйте еквивалентността на маса и енергия), което е крайно непрактично.
Грубо казано, поради тази причина никой предмет не може да се движи със скоростта на светлината (с изключение на самата светлина) или по-бързо.
Що се отнася до движението почти със скоростта на светлината, да речем при 90% от него, тогава ще имаме интересни наблюдения.
Движение (почти) със скоростта на светлината
На първо място, човек, който се движи с такава скорост, ще преживее разширяване на времето. Времето ще мине по-бавно, отколкото за някой, който стои неподвижно. Например, ако човек се движи с 90% от скоростта на светлината, тогава, когато минават 10 минути за него, минават 20 минути за човек, който стои неподвижно.
Диаграма, показваща кривината на времето, когато се приближава до скоростта на светлината.
Заслужава да се споменат основните промени в зрителното поле. За човек, който се движи - където и да е - при 90% от скоростта на светлината, както беше споменато по-горе, Вселената ще изглежда така, сякаш го гледа през прозореца пред космическия си кораб. Звездите, до които се приближава, ще изглеждат сини, а тези, които остават зад тях, ще изглеждат червени. Това е така, защото светлинните вълни от звезди пред него ще се скупчат, което прави обекта да изглежда син, докато светлинните вълни от звезди, останали отзад, ще се разтеглят и стават червени, причинявайки екстремния Доплеров ефект.
След като преодолее определен знак, човек ще се потопи в тъмнината, тъй като дължините на вълните, които попадат в очите му, ще бъдат извън видимия спектър.
Разбира се, дори при всички непрактичности и препятствия, свързани с пътуването със скоростта на светлината (или близо), това определено би било поредното приключение.
Владимир Гилен
