Gondolkozott már azon azon kívül, hogy lehet-e könnyű sebességgel utazni? Talán egy olyan technológiával, amely segít e sebesség elérésében, egy nap repülhetnénk az univerzum szélére, és megnézhetnénk, mi múlik rajta?
Egy kicsit az elmélet
A fénysebesség vákuumban állandó, amelyet meglehetõsen pontosan tudunk: például a fény 299 792 458 méter / másodperc sebességgel mozog. Ez az összes elektromágneses mező terjedésének sebessége vákuumban, beleértve a rádióhullámokat, infravörös, ultraibolya, röntgen- és gamma-sugárzást.
Einstein speciális relativitáselmélete szerint semmi sem haladhat gyorsabban, mint a fény. Normál körülmények között a fény tényleg azonnal mozog számunkra. Például nincs időnk megnézni, hogy a fotonok hogyan tükröződnek az objektumokból, és hogyan szívják fel azokat a helyiség felületei, amikor a fény kikapcsol - ez történik ilyen gyorsan.
Az üres hely (vakuum) fénysebessége nem függ a forrás és a megfigyelő közötti relatív sebességtől. Néhányan úgy vélik, hogy ez a megállapítás ellentétes a józan észvel, ám pontosan ezt bizonyították kísérletileg. A leghíresebb ilyen kísérletet Albert Michelson és Edward Morley fizikusok végezték a 19. század végén. Megállapították, hogy a fénysebesség minden irányban azonos, függetlenül attól, hogy maga a Föld az űrben mozog.
Albert Michelson.
Promóciós videó:
Ember és sebesség
Az emberek határozottan szeretik a sebességet. Mivel a kereket feltalálták, és a sebességet már nem a lábak erőssége határozta meg, gyorsabban és gyorsabban akartak mozogni. Minél gyorsabban mozog egy ember, annál örömtelibbé válik (bár érdemes megjegyezni, hogy néhány ember számára a nagy sebesség félelmetes dolog). Manapság az emberiségnek sikerült hihetetlenül gyors repülőgépeket, ultragyors harcosokat, szupergyors nagysebességű vonatokat és így tovább kifejlesztenie. Az univerzumban azonban valami gyorsabban van, mint bármi, amit elértünk - könnyű.
Tehát talán néhányan egy nehéz nap után egy este, egy üveg sörrel vagy egy bögre teával ülve, azon gondolkodtak, milyen lenne a fénysebességgel mozogni.
Mi történik, ha a fénysebességgel mozogunk?
A fénysebességgel mozgó személy időbeli tágulást tapasztal. Számára az idő lassabban telik el, mint egy álló személynél. Ezen felül látótere nagyban megváltozik. A fénysebességgel mozgó személy számára az univerzum alagút formájában jelenik meg a készülék előtt, amelyen utazik. Fontolja meg ezt az izgalmas ötletet.
A 20. századig a világ meg volt győződve arról, hogy Isaac Newton tárgyakról és gravitációról alkotott véleménye helyes-e. Az 1900-as években azonban Albert Einstein mellett senki más nem vette át és változtatta meg a világot örökre.
Albert Einstein 1921-ben Bécsben tartott előadást.
Az általa javasolt relativitáselmélet sok kérdést tisztázott a tömeggel és az energiával kapcsolatban. A tömeg és az energia egyenértékűségi egyenlete bizonyította, hogy a tömeg és az energia felcserélhető, azaz az egyik átalakítható másikká - és fordítva. Azt is javasolta, hogy nincs egységes referenciakeret. Minden relatív, még az idő is. Aztán megértette, hogy a fénysebesség állandó és nem függ a megfigyelőtől. Tehát, ha egy személy a fénysebesség 50% -án mozog ugyanabban az irányban, mint a fény, akkor a fénysugár ugyanúgy néz ki, mint egy álló helyzetben lévő személynél.
Ami a tömeg és az energia egyenértékét illeti, ez egy dióhéjban azt jelenti, hogy ha egy tárgy a fénysebesség 10% -át mozgatja, akkor tömege az eredeti tömeg 0,5% -ával növekszik. Ugyanakkor, ha egy tárgy a fénysebesség 90% -án mozog, tömege megduplázódik.
A fénysebességgel tudunk-e utazni?
Nem, nem tudunk mozogni könnyű sebességgel. A lényeg az, hogy amikor a fénysebességgel mozog, egy tárgy tömege exponenciálisan növekszik. Képzelje el a következőt: a fény sebessége közel 300 ezer kilométer / másodperc, és amikor egy objektum ezen a sebességen mozog, tömege végtelenné válik. Ezért ennek a tárgynak a mozgatásához végtelen energiára van szükség (emlékezzen a tömeg és az energia egyenértékűségére), ami rendkívül gyakorlatlan.
Nagyjából szólva, ezen okból kifolyólag egyetlen tárgy sem mozoghat a fénysebességgel (maga a fény kivételével) vagy annál gyorsabban.
Ami majdnem a fénysebességű mozgást illeti, mondjuk annak 90% -ánál, akkor érdekes megfigyelések lesznek.
Mozog (szinte) a fény sebességével
Először is, egy ilyen sebességgel haladó ember időtágulást tapasztal. Az idő lassabban telik el neki, mint valaki álló helyzetben. Például, ha egy személy a fénysebesség 90% -án halad, akkor amikor 10 perc telik el neki, 20 perc telik el egy álló helyzetben lévő személynek.
A diagram az idő görbületét mutatja, amikor közeledik a fénysebességhez.
Érdemes megemlíteni a látás területén bekövetkező fő változásokat. Azok számára, akik bárhol is mozognak a fénysebesség 90% -ánál, amint azt fentebb említettük, az univerzum úgy néz ki, mintha az űrhajója előtti ablakon keresztül nézi. Az általa megközelített csillagok kék színűek lesznek, és azok, amelyek hátramaradnak, piros színűek lesznek. Ennek oka az, hogy az előtte lévő csillagokból származó fényhullámok összepattannak, így az objektum kék színűvé válik, a hátrahagyott csillagok fényhulláma pedig meghosszabbodik és pirosra vált, ami a szélsőséges Doppler-effektushoz vezet.
Egy bizonyos jel meghaladása után az ember belemerül a sötétségbe, mivel a szemébe eső hullámhosszok kívül esnek a látható spektrumon.
Természetesen, még akkor is, ha a fénysebességgel (vagy annak közelében) történő utazással járó gyakorlati lehetőségekkel és akadályokkal együtt mindenképpen újabb kaland lesz.
Vladimir Guillen