Източник на изображението, Thinkstock

причина

Светлината остава непобедима в своя рекорд за скорост.

Беше септември 2011 г. и физикът Антонио Ередитато шокира света.

Съобщението, което той беше направил, обещаваше драстичен обрат в нашето разбиране за Вселената. Ако данните, събрани от 160 учени, работещи по проекта OPERA, са верни, се е случило немислимото.

Група частици - в случая неутрино - са пътували по-бързо от светлината.

Според теорията на относителността на Алберт Айнщайн, това не беше възможно. И последиците бяха огромни. Много аспекти на физиката трябва да бъдат променени.

В крайна сметка резултатът от OPERA беше грешно поради проблем с времето поради лошо свързан кабел.

Край на Може би и вие се интересувате

В резултат на това измерванията на времето, необходимо на неутрино да изминат разстоянието, бяха грешни със 73 наносекунди и направиха впечатлението, че са пътували по-бързо от тях.

Източник на изображението, Thinkstock

Времето минава по-бавно за хората, пътуващи с бързи превозни средства. Това е факт.

Но наистина ли сме сигурни, че нищо не може да пътува по-бързо от светлината?

Въпрос на тегло

Нека разгледаме въпроса. Скоростта на светлината във вакуум е 299 792 458 километра в секунда (близо до кръглата цифра от 300 000 км/сек). Слънцето е на 150 милиона км от Земята и светлината отнема само осем минути и 20 секунди, за да измине това разстояние.

В началото на 60-те години Уилям Бертоци от Масачузетския технологичен институт в САЩ експериментира с ускоряващи се електрони до все по-големи скорости.

Тъй като електроните имат отрицателен заряд, е възможно да ги задвижвате, като прилагате същия отрицателен заряд върху материал.

На теория трябва само да увеличите приложената енергия, за да достигнете необходимата скорост от 300 000 км/сек, но се оказа, че електроните не могат да се движат толкова бързо.

Експериментите на Бертоци разкриват, че използването на повече енергия причинява само пропорционално увеличение на скоростта на електрона.

Източник на изображението, Thinkstock

Оптичната оптика може да носи големи количества информация.

Светлината се състои от частици, наречени фотони. Защо тези частици могат да пътуват със скоростта на светлината, когато други частици като електроните не могат?

„Тъй като обектите пътуват по-бързо, масата им расте и колкото повече маса имат, толкова по-трудно е да се постигне ускорение, така че те никога не достигат скоростта на светлината“, обяснява Роджър Расул, физик от университета в Мелбърн, Австралия.

Айнщайн, винаги Айнщайн

Фотоните са доста специални. Не само им липсва маса, което им дава свобода при пресичане на кухини като пространство, но също така не е нужно да ускорявате. Естествената енергия, която притежават, означава, че когато са създадени, те вече са с максималната си скорост.

Не сме наблюдавали или създавали нищо, което да може да се движи толкова бързо или по-бързо от фотоните.

Източник на изображението, Thinkstock

Времето е относително.

Защо е толкова важно правилото за скоростта на светлината да е толкова строго?

Отговорът се намира, както често във физиката, в човек на име Алберт Айнщайн. Неговата теория на относителността изследва много от последиците от тези универсални ограничения на скоростта.

Един от важните елементи на относителността е, че скоростта на светлината е постоянна.

Независимо къде се намирате или колко бързо се движите, светлината винаги се движи със същата скорост.

Представете си да прожектирате светлина от фенерче върху огледало на тавана на неподвижен космически кораб. Светлината ще свети нагоре, ще се отразява от огледалото и ще се спуска, за да докосне пода на кораба. Да предположим, че изминатото разстояние е 10 метра.

Сега си представете, че корабът започва да се движи със скорост от много хиляди километри в секунда.

Ако направите същия тест с фенерчето, светлината ще изглежда като поведена както преди. Ще трябва обаче да пътувате по диагонал, а не вертикално. В крайна сметка огледалото се движи бързо заедно с космическия кораб.

Следователно разстоянието, което изминава светлината, се увеличава, но теориите на Айнщайн настояват, че светлината продължава да пътува със същата скорост.

Тъй като скоростта е разстоянието, разделено на времето, за да бъде еднаква скоростта - тъй като разстоянието се е увеличило - времето също трябва да се е увеличило.

Източник на изображението, Thinkstock

Светлината пътува от Слънцето до Земята.

Как е възможно? Благодарение на явление, известно като разширяване на времето. Означава, че времето минава по-бавно за хората, които пътуват с бързи превозни средства, в сравнение с тези, които не се движат.

Например, времето минава с 0,007 секунди по-бавно за астронавтите на Международната космическа станция, която се движи със 7,66 км/сек спрямо Земята, в сравнение с хората на планетата.

Би било „голямо неподчинение“

Нещата стават интересни за частиците, тъй като електроните могат да се движат със скорости, близки до скоростта на светлината. За тези частици степента на дилатация във времето може да бъде голяма.

Ако обектите могат да пътуват по-бързо от светлината, те биха се подчинили на тези основни закони, които описват как работи Вселената..

През по-голямата част от тази статия разсъждаваме по отношение на видимата светлина. Но в действителност светлината е много повече от това.

Всичко, от микровълновите радиовълни до видимата светлина, ултравиолетовото лъчение, рентгеновите лъчи и гама лъчите, излъчвани от разлагащите се атоми, е направено от една и съща материя: фотони.

Заедно тези лъчи съставляват електромагнитния спектър. Фактът, че радиовълните например се движат със скоростта на светлината, е изключително полезен за комуникациите.

Тази скорост (299 792 458 км/сек) остава постоянна за нашето спокойствие.

Докато, отношението пространство-време е пластично и позволява на всеки да изпита същите закони на физиката, независимо от позицията или движението си.