Rýchlosť svetla je jednou z najdôležitejších konštánt vo fyzike. Dánsky astronóm Olaf Roemer prvýkrát odhadol rýchlosť svetla v roku 1676. Vedec, ktorý zistil, že to bolo svetlo, ktoré určuje hornú hranicu dosiahnuteľnej rýchlosti v našom vesmíre, rovnajúcu sa takmer 300 000 km za sekundu, bol presne Albert Einstein. A predsa podľa rovnakej Einsteinovej teórie je všetko v tomto vesmíre relatívne, vrátane pohybu. To nás núti klásť si úplne logickú otázku: Aká je rýchlosť úplného opaku svetla - tmy?
Sme ďaleko od prvej otázky, ktorá sa pýta na túto otázku, ale portál Gizmodo sa rozhodol ponoriť sa hlbšie do tejto oblasti a pri tejto príležitosti sa obrátil na jedného z najuznávanejších a najslávnejších vedcov, vedcov, teoretikov, odborníkov na čierne diery a kvantovú fyziku. Je zaujímavé, že všetci nemajú v tejto veci žiadny konsenzus. Niektorí veria, že tma môže mať rovnakú rýchlosť ako svetlo. Iní veria, že to môže byť nekonečne pomalšie. Iní si sú istí, že všetko bude závisieť od hľadiska, z ktorého sa na tento problém pozriete.
George Masser
Redaktor vedeckých časopisov American American a Nautilus, autor Creepy Action na diaľku: Fenomén definujúci priestor a čas. Význam fenoménu v teórii čiernych dier, teórie veľkých treskov a teórie všetkého, ako aj úplného sprievodcu teóriou strún pre idiotov
"Rýchlosť temnoty?" Najjednoduchšia odpoveď je, že rýchlosť tmy sa rovná rýchlosti svetla. Vypnite Slnko a naša obloha zhasne osem minút po tomto bode. Ale to je nudná odpoveď! Skutočne nie! Po prvé, to, čo sa nazývalo „rýchlosť svetla“, je rýchlosť šírenia a nie vždy to je rozhodujúci faktor. Tieň dopadajúci na krajinu je vrhaný predmetmi. A zvláštnosť týchto objektov, ako aj vzdialenosť od nich určia, ako rýchlo bude klesať.
Napríklad v pravidelných intervaloch osvetľuje svoje okolie otočný maják. Relatívna rýchlosť zatemnenia prostredia sa však zvyšuje so zvyšujúcou sa vzdialenosťou od samotného majáka. Ak sa vzdialite dostatočne ďaleko od majáka, tieň vás predbehne rýchlejšie ako rýchlosť svetla. To isté sa stane napríklad s neutrónovými hviezdami vo vesmíre. Inými slovami, v tomto prípade bude rýchlosť svetla znamenať iba oneskorenie. Aj keď je maják zameraný priamo na vás, svetlo neuvidíte okamžite, ale s určitým oneskorením. To však nijako neovplyvní priebeh udalostí, ktoré uvidíte, ktoré sú na vašom mieste.
Propagačné video:
Ale existuje niečo také ako temnota? Presnejšie povedané, existuje koncept, existuje však samotný fenomén? Aj keď „vypnete“Slnko, Zem sa neupadne do úplne nepreniknuteľnej temnoty. Svetlo z hviezd, hmlovín a dokonca aj samotného Veľkého tresku v tomto prípade osvetlí vašu oblohu. Samotná planéta a všetko na nej vrátane našich tiel vyžaruje svetlo. A bude to viditeľné v infračervenom svetle. Aj keď ste nejako našli spôsob, ako slnko „vypnúť“, aj napriek tomu bude vyžarovať určitú žiaru takmer navždy. Pre vaše storočie a mnoho ďalších storočí bude toho určite dosť. To znamená, že pokiaľ budeme mať príležitosť to vidieť, uvidíme. Žiadny optický senzor nedokáže zistiť úplnú tmu, pretože aj keď nie sú v blízkosti žiadne zdroje svetla,dostupné kvantové fluktuácie spôsobia aj veľmi ľahké záblesky svetla. Alebo si zoberte čierne diery - najtmavšie z údajných objektov. Podľa niektorých teórií sú dokonca schopní emitovať určité percento svetla. Vo fyzike, na rozdiel od sféry medziľudských vzťahov, svetlo vždy „dobýva“temnotu.
Tma nie je fyzická kategória, ale skôr relatívny stav. Ani to. Toto je subjektívne vnímanie štátu. Fotóny sa môžu, ale nemusia odrážať, bunky sietnice môžu spustiť pamäťové procesy, nemôžu však vysvetliť subjektívny pocit tmy, rovnako ako vlny nemôžu byť reprezentované ničím iným, ako našou skúsenosťou s pozorovaním farby alebo zvuku. Naša subjektívna skúsenosť sa čas od času mení, ale jej jednotlivé časti ležia mimo času. A v tomto zmysle môžeme povedať, že temnota sama o sebe nemá rýchlosť.
Čo je rýchlosť v všeobecnom slova zmysle? A vôbec existuje? Predpokladá prítomnosť určitého priestoru, v ktorom sa dá merať. Mnoho vedcov pracujúcich s kvantovou fyzikou - svetom, v ktorom sa zvyčajné koncepty bežnej fyziky často stávajú zbytočnými - sa však domnievajú, že samotný priestor je jednou z derivátov základnej úrovne reality, kde neexistujú také koncepcie ako pozícia, vzdialenosť alebo rovnaká úroveň. speed.
Avi Loeb
Profesor astrofyziky na Harvardskej univerzite, zakladateľ iniciatívy Black Hole Initiative (BHI)
„Látka priťahovaná do stredu čiernej diery dosahuje rýchlosť blízku rýchlosti svetla. Čokoľvek, čo spadá do takzvaného horizontu udalostí čiernej diery, nemôže uniknúť. Dokonca aj svetlo je navždy utesnené v horizonte udalostí. S ohľadom na to je možné čierne diery vnímať ako nejaký druh väzenia večnej temnoty. To však nie je tento prípad.
Hviezda, ako je Slnko, sa dá špagetizovať na prúd plynu, ak prechádza vedľa mohutnej čiernej diery, ako je tá, ktorá je v strede našej Mliečnej dráhy, ktorej hmota predstavuje 6 miliárd slnečných hmôt.
Avšak pri páde do čiernej diery môže hmota vytvárať vzájomné trenie a zahriať sa. Konečným výsledkom tohto trenia je žiarenie. Ak je rýchlosť narastania (proces hromadného prírastku) dostatočne vysoká, potom bude tlak vystupujúceho žiarenia potenciálne schopný zachrániť pred pádom ďalšie okolité látky. Mnoho z najmasívnejších čiernych dier vo vesmíre s hmotnosťou miliárd slnečných lúčov má najvyššiu možnú mieru narastania. ““
Neil DeGrasse Tyson
Astrofyzik, doktorát z fyziky, spisovateľ, popularizátor prírodných vied, riaditeľ Haydenovho planetária v Americkom múzeu prírodnej histórie na Manhattane. Hostiteľ populárnej vedeckej série „Space: Space and Time“
„Rýchlosť temnoty znamená … Vzhľadom na to, že samotná temnota je výsledkom zastavenia svetla? Ak je rýchlosť svetla reprezentovaná konštantou, potom bude rýchlosť tmy presná opačná konštanta rýchlosti svetla. Ak je svetlo vektorom, má veľkosť a smer, potom … keď hovoríme o jeho negatívnej hodnote, hovoríme o jeho opačnom smere. Tma je v tomto prípade opačným smerom, nie priamym. Povedal by som, že temnota má opačnú zápornú hodnotu pre rýchlosť svetla. ““
Sara Caudill
PhD z centra Leonarda E. Parkera pre štúdium gravitácie, kozmológie a astrofyziky, Wisconsinská univerzita - Milwaukee
„Gravitačná sila čiernych dier je taká veľká, že ju nemôže uniknúť ani svetlo, keď vstúpi do okruhu svojho horizontu udalostí - neviditeľné hranice, ktoré vytvárajú bod bez návratu. Pretože čierne diery majú takú silnú gravitáciu, pozorovania uskutočnené mimo tohto silného gravitačného poľa budú ovplyvnené účinkom dilatácie času.
Predpokladajme, že ďaleko od čiernej diery je vonkajší pozorovateľ, ktorý vidí čierny predmet spadajúci do čiernej diery. Z pohľadu pozorovateľa tento svetelný objekt najskôr spomalí svoju rýchlosť a potom „zhasne“, takže sa stane tak slabým, že ho nebude možné vidieť. Pozorovateľ nebude ani schopný vidieť, ako objekt prechádza hranicou horizontu udalostí.
Pozrime sa na situáciu z hľadiska pádu hmoty do tejto čiernej diery. Predstavte si teraz čiernu dieru obklopenú oblakom žiariaceho plynu. Tento oblak bol tvorený hviezdou odtrhnutou od seba, prechádzajúcou príliš blízko k tejto čiernej diere. Tento oblak plynu sa objaví ako sploštený disk, ktorý sa tiež nazýva akrečný disk. Takže plyn tohto disku bude nakoniec úplne absorbovaný čiernou dierou, ale to sa nestane okamžite.
Faktom je, že existuje rýchlostný limit, ktorý závisí od sily tlaku žiarenia zahriateho plynu, ktorý bude odolávať pôsobeniu gravitačnej sily samotnej čiernej diery. Akonáhle je všetok plyn absorbovaný čiernou dierou, jeho veľkosť sa zväčší. Napríklad, ak vezmeme čiernu dieru, ktorej počiatočná hmotnosť bude 10-krát väčšia ako hmotnosť nášho Slnka a rýchlosť jej hromadenia dosiahne svoju maximálnu hranicu (tzv. Eddingtonova hranica), potom asi za miliardu rokov dosiahne hmotnosť tejto čiernej diery hmotnosť 100 miliónov časy, ktoré presahujú hmotnosť nášho Slnka “.
David Reice
Vedecký vedúci observatória laserových interferometrických gravitačných vĺn (LIGO)
„V zásade bude všetko záležať na tom, či ste záležitosťou, ktorú absorbuje nekonečná priepasť čiernej diery, alebo či ste dosť ďaleko od scény a ste nepriehľadným pozorovateľom udalosti niekoho alebo niečoho, čo sa dostane do tejto priepasti. Ak máte smolu a ste na prvom mieste, rýchlosť bude veľmi vysoká. S najväčšou pravdepodobnosťou budeme hovoriť o ukazovateľoch blízkych rýchlosti svetla.
Ak sa ocitnete na mieste druhej a ste dosť ďaleko od čiernej diery, zdá sa, že rýchlosť, s akou bude hmota absorbovaná čiernou dierou, sa v dôsledku gravitačnej dilatácie značne zníži. Podľa neho sú „hodiny“pod vplyvom gravitačného poľa pomalšie a pod vplyvom veľmi silného gravitačného poľa - ešte pomalšie, čo bude platiť len s priblížením sa k horizontu udalostí čiernej diery.
Mám na mysli dosť ďaleko, že vo vašom miestnom súradnicovom systéme zostanete v pokoji voči čiernej diere (tj nebudete do nej priťahovaní) a váš miestny systém času nebude ovplyvnený gravitačným poľom tejto čiernej diery. V takom prípade sa u osoby, ktorá je mimo vplyvu čiernej diery, zdá, že predmet alebo hmota sa bude pohybovať nekonečne dlho k horizontu udalostí čiernej diery.
Nyayesh Afshordi
Astrofyzik na Katedre fyziky a astronómie na University of Waterloo a vedúci oddelenia kozmológie a gravitácie na Perimeter Institute of the Teoretická fyzika v Kanade
„Verím, že rýchlosť temnoty je nekonečná! V klasickej fyzike sa pod všeobecným konceptom temnoty priestoru môže uvažovať iba o prázdnom vákuu. Vďaka kvantovej mechanike však vieme, že v skutočnosti neexistuje žiadna tma a prázdny priestor. Aj keď sa vám zdá, že neexistujú žiadne zdroje svetla, ktoré by sme videli, týmto zdrojom môžu byť výkyvy elektromagnetických polí. Tieto kvantové fluktuácie musia byť prítomné aj v prípade gravitačných vĺn, ktoré prechádzajú časopriestorom a objavené v laboratóriu LIGO len nedávno.
Problém je v tom, že úroveň gravitácie v tomto kvantovom zvlnení je nekonečná. Inými slovami, v súčasnosti neexistuje žiadna presvedčivá teória kvantovej gravitácie, s ktorou by väčšina vedcov súhlasila. Potrebná odpoveď na otázku môže byť skrytá v samotnej možnosti rýchlosti „temnoty“, to znamená, že kvantové vlnky dosahujú nekonečnú hodnotu (alebo sa môžu ľubovoľne veľké), najmä v malom meradle a na krátke časové obdobie. Toto je, samozrejme, iba predpoklad, ale zdá sa mi, že je to účinný spôsob, ako pochopiť princíp a podstatu Veľkého tresku, čierne diery, temnú energiu a kvantovú gravitáciu. ““
NIKOLAY KHIZHNYAK