Скоростта на светлината е една от най-важните константи във физиката. Датският астроном Олаф Ромер първи оцени скоростта на светлината през 1676г. Ученият, който установи, че именно светлината определя горната граница на достижимата скорост в нашата Вселена, равна на почти 300 000 километра в секунда, беше именно Алберт Айнщайн. И все пак, според същата теория на Айнщайн, всичко в тази вселена е относително, включително движението. Това от своя страна ни принуждава да зададем напълно логичен въпрос: каква е скоростта на пълната противоположност на светлината - тъмнина?
Далеч не сме първите, които задават този въпрос, но порталът Gizmodo реши да се задълбочи в него и по този повод се обърна към един от най-уважаваните и известни учени, изследователи, теоретици, експерти по черните дупки и квантовата физика. Интересното е, че всички те нямат консенсус по този въпрос. Някои смятат, че тъмнината може да има същата скорост като светлината. Други вярват, че може да бъде безкрайно по-бавно. Други обаче са сигурни, че всичко ще зависи от гледната точка, от която гледате на този въпрос.
Джордж Масер
Редактор на списанията Scientific American и Nautilus, автор на Creepy Action at Distance: A Fhenomenon, предефиниращ пространството и времето. Значение на феномена в теорията на черната дупка, теорията за големия взрив и теорията на всичко, както и пълното ръководство за теорията на струните за идиотите
„Скоростта на тъмнината? Най-простият отговор е, че скоростта на тъмнината е равна на скоростта на светлината. Изключете Слънцето и небето ни ще потъмнее осем минути след тази точка. Но това е скучен отговор! Не наистина! Първо, това, което ние наричахме "скоростта на светлината", е скоростта на разпространение и това не винаги е решаващият фактор. Сянка, падаща върху пейзаж, се хвърля от обекти. И особеността на тези обекти, както и разстоянието от тях, ще определят колко бързо ще паднат.
Например, въртящ се прожектор за маяк осветява околността на редовни интервали. Относителната скорост на затъмняване на околната среда обаче се увеличава с увеличаване на разстоянието до самия фар. Ако се движите достатъчно далеч от фара, тогава сянката ще ви изпревари по-бързо от скоростта на светлината. Същото се случва например с неутронните звезди в космоса. С други думи, в този случай скоростта на светлината ще означава само забавяне. Дори ако маякът е насочен директно към вас, няма да видите светлината веднага, но с известно закъснение. Това обаче по никакъв начин няма да повлияе на хода на събитията, които ще видите, намирайки се на ваше място.
Промоционално видео:
Но има ли дори такова нещо като мрак? По-точно, има концепция, но има ли само явление? Дори и да „изключите“Слънцето, Земята няма да се потопи в пълна непроницаема тъмнина. Светлината от звезди, мъглявини и дори самият Голям взрив ще озари вашето небе в този случай. Самата планета и всичко на нея, включително телата ни, също излъчват светлина. И ще се вижда в инфрачервения. Дори ако по някакъв начин сте намерили начин да „изключите“Слънцето, дори тогава той ще излъчва определено ниво на сияние почти завинаги. За вашия век и за дълги векове, ще има достатъчно със сигурност. Тоест, стига да имаме възможност да видим, ще видим. Никой оптичен сензор не може да открие пълна тъмнина, защото дори и да няма източници на светлина в близост,наличните квантови колебания също ще произведат много леки светкавици. Или вземете черни дупки - най-тъмните от предполагаемите предмети. Дори те са способни да излъчват определен процент светлина, според някои теории. Във физиката, за разлика от сферата на междуличностните отношения, светлината винаги „завладява“тъмнината.
Тъмнината не е физическа категория, а по-скоро относително състояние. Дори не това. Това е субективно възприятие на държавата. Фотоните могат или не могат да бъдат отразени, клетките на ретината могат да предизвикат процеси в паметта, но не могат да обяснят субективното усещане за тъмнина, точно както вълните не могат да бъдат представени с нищо повече от нашия опит от наблюдение на цвят или звук. Нашият субективен опит се променя от време на време, но отделни части от този опит лежат извън времето. И в този смисъл можем да кажем, че самият мрак няма скорост.
Какво е скорост в общия смисъл? И изобщо съществува ли? Предполага наличието на определено пространство, в което то може да бъде измерено. Въпреки това много учени, работещи с квантовата физика - свят, в който обичайните понятия на обикновената физика често стават безполезни - смятат, че самото пространство е една от деривативите на по-фундаментално ниво на реалността, където няма такива понятия като позиция, разстояние или същото скорост.
Ави Льоб
Професор по астрофизика в Харвардския университет, основател на инициативата „Черна дупка“(BHI)
„Материята, привлечена от центъра на черната дупка, достига скорост, близка до скоростта на светлината. Всичко, което попадне в така наречения хоризонт на събитията с черна дупка, няма начин да избяга. Дори светлината е запечатана завинаги в хоризонта на събитията. Имайки това предвид, черните дупки могат да се разглеждат като някакъв вид затвори на вечната тъмнина. Но това не е така.
Една звезда като Слънцето може да бъде спагетирана в поток от газ, ако премине до масивна черна дупка, като тази в центъра на нашата галактика Млечен път, чиято маса е 6 милиарда слънчеви маси.
Когато обаче попаднете в черна дупка, материята може да създаде триене помежду си и да се нагрее. Крайният резултат от това триене е излъчването. Ако скоростта на натрупване (процесът на нарастване на масата) е достатъчно висока, тогава налягането на изходящата радиация потенциално ще може да спаси допълнителна околна материя от падане. Много от най-масовите черни дупки във Вселената, с масата на милиарди слънца, имат най-високите възможни проценти на нарастване “.
Нийл Дегрес Тайсън
Астрофизик, доктор по физика, писател, популяризатор на науката, директор на планетариума Хайдън в Американския музей по естествена история в Манхатън. Водещ на научно-популярната поредица "Космос: Космос и време"
„Скоростта на тъмнината означава… Имайки предвид, че самата тъмнина е резултат от спирането на светлината? Ако скоростта на светлината е представена с константа, тогава скоростта на тъмнината ще бъде точно обратната константа на скоростта на светлината. Ако светлината е вектор, има величина и посока, тогава … като говорим за нейната отрицателна стойност, ще говорим за противоположната й посока. Тъмнината в случая е обратна посока, а не директната. Бих казал, че тъмнината има обратната отрицателна стойност за скоростта на светлината."
Сара Каудил
Доктор от Центъра за изследване на гравитацията, космологията и астрофизиката на Леонард Е. Паркър, Университет на Уисконсин-Милуоки
„Гравитационната сила на черните дупки е толкова голяма, че дори светлината не може да я избяга, след като влезе в радиуса на своя хоризонт на събитията - невидими граници, които създават точка без връщане. Тъй като черните дупки имат такава силна гравитация, наблюденията, направени извън това силно гравитационно поле, ще бъдат повлияни от ефекта на дилатацията на времето.
Да предположим, че далеч от черната дупка има външен наблюдател, който вижда светещ предмет, падащ в черната дупка. От гледна точка на наблюдателя, този светещ обект първо ще забави скоростта си, а след това ще „изгасне“, като стане толкова неясен, че ще бъде невъзможно да го видите. Наблюдателят дори няма да може да види как обектът преминава границата на хоризонта на събитията.
Ако погледнем на ситуацията от гледна точка на материята, попадаща в тази черна дупка. Представете си сега черна дупка, заобиколена от облак светещ газ. Този облак се е образувал от разкъсана звезда, минаваща твърде близо до тази черна дупка. Този газов облак ще се появи като сплескан диск, наричан още диск за натрупване. Така че газът на този диск в крайна сметка ще бъде напълно погълнат от черната дупка, но това няма да се случи веднага.
Факт е, че има ограничение на скоростта, което зависи от силата на радиационното налягане на нагрятия газ, което ще устои на действието на вътрешната сила на гравитация на самата черна дупка. В крайна сметка, веднага щом целия газ бъде погълнат от черната дупка, размерът му ще се увеличи. Например, ако вземем черна дупка, чиято първоначална маса ще бъде 10 пъти по-голяма от масата на нашето Слънце и скоростта на нейното натрупване на маса ще достигне максималната си граница (така наречената граница на Едингтън), тогава след около милиард години масата на тази черна дупка ще достигне маса от 100 милиона пъти надвишаващи масата на нашето Слънце”.
Дейвид Райс
Научен ръководител на Лазерната интерферометрична обсерватория на гравитационните вълни (LIGO)
„По принцип всичко ще зависи от това дали вие сте материята, която се поглъща от безкрайната бездна на черна дупка, или сте достатъчно далеч от сцената и сте безстрастен наблюдател на събитието на някой или нещо друго, попадащо в тази бездна. Ако нямате късмет и сте на първо място, тогава скоростта ще бъде много висока. Най-вероятно ще говорим за индикатори, близки до скоростта на светлината.
Ако се окажете на мястото на втората и сте достатъчно далеч от черната дупка, тогава скоростта, с която материята ще бъде погълната от черната дупка, ще ви се стори забележимо намалена поради ефекта на гравитационното разширяване на времето. Според него „часовникът“под въздействието на гравитационното поле върви по-бавно, а под въздействието на много силно гравитационно поле - още по-бавно, което ще е вярно точно с приближаването към хоризонта на събитията на черната дупка.
Достатъчно далеч искам да кажа, че във вашата локална координатна система ще останете неподвижни спрямо черната дупка (тоест няма да бъдете привлечени от нея) и вашата локална времева система няма да бъде повлияна от гравитационното поле на тази черна дупка. В този случай за човек, който е извън влиянието на черната дупка, изглежда, че обектът или материята ще се премести в хоризонта на събитията на черната дупка за безкрайно дълго време.
Nayayesh Afshordi
Астрофизик в катедрата по физика и астрономия в Университета в Ватерло и ръководител на катедрата по космология и гравитация в Периметския институт за теоретична физика в Канада
„Вярвам, че скоростта на„ тъмнината “е безгранична! В класическата физика под общата концепция за тъмнината на космоса може да се разглежда само празен вакуум. Благодарение на квантовата механика обаче знаем, че всъщност няма тъмнина и празно пространство. Дори ако ви се струва, че няма източници на светлина, които бихме могли да видим, този източник може да бъде колебание на електромагнитните полета. Дори в гравитационните вълни, прорязващи се през пространство-време и открити от лабораторията LIGO едва наскоро, тези квантови колебания трябва да присъстват.
Проблемът е, че нивото на гравитация в тази квантова пулсация е безкрайно. С други думи, в момента няма убедителна теория за квантовата гравитация, с която повечето учени биха се съгласили. Необходимият отговор на въпроса може да се крие в самата възможност за скоростта на "тъмнината", тоест квантовите пулсации достигат безкрайна стойност (или стават произволно големи), особено на малки мащаби и за кратък период от време. Разбира се, това е само предположение, но ми се струва, че това е ефективен начин да разберете принципа и същността на Големия взрив, черните дупки, тъмната енергия и квантовата гравитация."
НИКОЛАЙ ХИЖНЯК
