Premýšľali ste niekedy, či je možné cestovať rýchlosťou svetla? Možno, že s potrebnou technológiou, ktorá nám pomôže dosiahnuť túto rýchlosť, by sme jedného dňa mohli letieť na okraj vesmíru a vidieť, čo je za tým?
Trocha teórie
Rýchlosť svetla vo vákuu je konštanta, ktorú poznáme celkom presne: napríklad svetlo sa pohybuje rýchlosťou 299 792 458 metrov za sekundu. Toto je rýchlosť šírenia všetkých elektromagnetických polí vo vákuu, vrátane rádiových vĺn, infračerveného žiarenia, ultrafialového žiarenia, röntgenového žiarenia a gama žiarenia.
Podľa Einsteinovej špeciálnej teórie relativity nemôže nič cestovať rýchlejšie ako svetlo. Za normálnych podmienok sa nám svetlo skutočne pohybuje okamžite. Napríklad nemáme čas zistiť, ako sa fotóny odrážajú od predmetov a absorbujú povrchmi v miestnosti, keď je svetlo vypnuté - to sa deje tak rýchlo.
Rýchlosť svetla v prázdnom priestore (vákuum) nezávisí od relatívnej rýchlosti medzi jeho zdrojom a pozorovateľom. Niektorí sa domnievajú, že toto tvrdenie je v rozpore so zdravým rozumom, ale toto je presne to, čo bolo experimentálne preukázané. Najslávnejší taký experiment uskutočnili fyzici Albert Michelson a Edward Morley na konci 19. storočia. Zistili, že rýchlosť svetla je rovnaká vo všetkých smeroch, bez ohľadu na skutočnosť, že Zem sa pohybuje vesmírom.
Albert Michelson.
Propagačné video:
Človek a rýchlosť
Ľudia určite milujú rýchlosť. Pretože koleso bolo vynájdené a rýchlosť už nebola určovaná silou našich nôh, chceli sme sa pohybovať rýchlejšie a rýchlejšie. Čím rýchlejšie sa človek pohybuje, tým je príjemnejší (hoci stojí za povšimnutie, že pre niektorých ľudí sú vysoké rýchlosti desivá vec). Dnes sa ľudstvu podarilo vyvinúť neuveriteľne rýchle lietadlá, ultrarýchly bojovníci, superrýchle vysokorýchlostné vlaky atď. Vesmír má však na rukáve niečo rýchlejšie ako čokoľvek, čo sme dosiahli - svetlo.
Takže niektorí z vás jedného večera po náročnom dni, ktorí sedeli s fľašou piva alebo šálkou čaju, sa čudovali, aké by to bolo pohybovať sa rýchlosťou svetla.
Čo sa stane, keď sa pohneme rýchlosťou svetla
Osoba pohybujúca sa rýchlosťou svetla zažije dilatáciu času. Čas bude pre neho pomalší v porovnaní s človekom, ktorý stojí. Okrem toho sa výrazne zmení ich zorné pole. Pre človeka, ktorý sa pohybuje rýchlosťou svetla, sa vesmír objaví vo forme tunela pred zariadením, po ktorom cestuje. Zvážte tento vzrušujúci nápad.
Až do 20. storočia bol svet presvedčený o správnosti názorov Isaaca Newtona na objekty a gravitáciu. V 20. rokoch 20. storočia však nikto iný, ako Albert Einstein, prevzal vládu navždy.
Albert Einstein prednášal vo Viedni v roku 1921.
Teória relativity, ktorú navrhol, objasnila mnoho otázok týkajúcich sa hmoty a energie. Rovnica ekvivalencie hmoty a energie dokázala, že hmota a energia sú vzájomne zameniteľné, to znamená, že jeden sa môže zmeniť na iný - a naopak. Navrhol tiež, aby neexistoval jediný štandardný referenčný rámec. Všetko je relatívne rovnomerné. Potom k nemu prišlo pochopenie, že rýchlosť svetla je konštantná a nezávisí od pozorovateľa. Ak sa teda človek pohybuje pri 50% rýchlosti svetla v rovnakom smere ako svetlo, potom mu svetelný lúč bude vyzerať rovnako ako pri stojacej osobe.
Pokiaľ ide o rovnocennosť hmoty a energie, v skratke to znamená, že ak sa objekt pohybuje 10% rýchlosti svetla, jeho hmotnosť sa zvýši o 0,5% pôvodnej hmotnosti. Zároveň, ak sa objekt pohybuje 90% rýchlosti svetla, jeho hmotnosť sa zdvojnásobí.
Môžeme cestovať rýchlosťou svetla
Nie, nemôžeme sa pohybovať rýchlosťou svetla. Ide o to, že pri pohybe rýchlosťou svetla sa hmotnosť objektu exponenciálne zvýši. Predstavte si nasledujúce: rýchlosť svetla je takmer 300 tisíc kilometrov za sekundu, a keď sa objekt pohybuje touto rýchlosťou, jeho hmotnosť je nekonečná. Preto na presunutie tohto objektu bude potrebovať nekonečnú energiu (nezabudnite na rovnocennosť hmoty a energie), čo je veľmi nepraktické.
Zhruba povedané, z tohto dôvodu sa žiadny objekt nemôže pohybovať rýchlosťou svetla (okrem samotného svetla) alebo rýchlejšie.
Pokiaľ ide o pohyb takmer rýchlosťou svetla, povedzme, že na 90%, budeme mať zaujímavé pozorovania.
Pohybuje sa (takmer) rýchlosťou svetla
Po prvé, človek, ktorý sa pohybuje takou rýchlosťou, zažije dilatáciu času. Čas bude pre neho pomalší ako pre niekoho, kto stojí. Napríklad, ak sa osoba pohne rýchlosťou 90% rýchlosti svetla, potom, keď za ňu prechádza 10 minút, prechádza osoba, ktorá stojí nehybne, 20 minút.
Schéma znázorňujúca zakrivenie času, keď sa blíži rýchlosti svetla.
Za zmienku stojí významné zmeny v zornom poli. Pre človeka, ktorý sa pohybuje - kdekoľvek - pri 90% rýchlosti svetla, ako je uvedené vyššie, bude vesmír vyzerať, akoby sa naň pozeral oknom pred svojou kozmickou loďou. Hviezdy, ku ktorým pristupuje, sa objavia modro a tie, ktoré zostanú pozadu, sa javia ako červené. Dôvodom je, že svetelné vlny z hviezd pred ňou sa zhlukujú, čím sa objekt javí ako modrý a svetelné vlny z hviezd, ktoré zostanú pozadu, sa roztiahnu a zčervenajú, čo spôsobí extrémny Dopplerov efekt.
Po prekonaní určitej značky by sa človek ponoril do tmy, pretože vlnové dĺžky, ktoré mu spadnú do jeho očí, budú mimo viditeľného spektra.
Samozrejme, aj so všetkými nepraktickosťami a prekážkami spojenými s cestovaním rýchlosťou svetla (alebo blízko) by to určite bolo ďalšie dobrodružstvo.
Vladimir Guillen