Что быстрее всего на свете, Скорость света
Свет представляет собой направленные частицы фотонов. Царь присудил отдать жеребёнка бедному мужику, а дочь его взял к себе; когда семилетка выросла, он женился на ней, и стала она царицею. Однако восприятие самого космонавта будет таково, что на преодоление этого расстояния у него уйдет всего лишь час с небольшим. Все потому что масса и энергия эквивалентны друг другу. Свет распространяется в разных средах по-разному.
Остальные же планеты и объекты Солнечной системы пока недоступны для космонавтов. Основной преградой для таких путешествий является недостаток скорости передвижения космических кораблей. Почему астронавты до сих пор не летают со скоростью света? И что бы увидел человек, набравший такую скорость в космосе?
Согласно Теории Относительности, данная величина является постоянной. Быстрее этой скорости не может двигаться ни один объект во Вселенной. Данная скорость была зарегистрирована в году.
Тогда астронавты в капсуле облетели вокруг Луны. Но возможно ли, чтобы человек путешествовал со скоростью света? На самом деле нет. Все потому что масса и энергия эквивалентны друг другу. Это значит, что при развитии скорости, близкой к скорости света, масса движущегося объекта будет экспоненциально увеличиваться. В конце концов, его масса станет просто бесконечной. Соответственно, чтобы воздействовать на такой объект, понадобится бесконечное количество энергии. Свет же, который состоит из фотонов, движется с такой скоростью.
Все потому что фотоны не имеют массы. А значит, для движения им совсем не требуется энергия. Что же будет чувствовать человек, двигаясь с почти световой скоростью? Для человека, движущегося со скоростью близкой к скорости света релятивистской , время очень сильно замедлится. И чем быстрее будет разгоняться объект, тем сильнее будет замедляться с точки зрения движущегося объекта время. Например, человек находится на борту космического корабля, который преодолевает расстояние со скоростью, равной С точки зрения земного наблюдателя он потратит примерно 12 месяцев, чтобы добраться до планеты, отдаленной от него на один световой год.
Однако восприятие самого космонавта будет таково, что на преодоление этого расстояния у него уйдет всего лишь час с небольшим. Таким образом, путешествуя со скоростью чуть меньшей скорости света, космонавт еще долго не будет стареть.
Однако, проблемы будут в другом. Согласно Теории Относительности, масса тела такого путешественника будет увеличиваться по мере того, как будет расти его скорость передвижения.
Двигаясь на таких скоростях, путешественник будет видеть Вселенную, летящую ему навстречу, как бы через иллюминатор. Звезды, приближающиеся к кораблю, будут казаться синими полосами.
А звезды отдаляющиеся — красными. Это обусловлено тем, что световые длины волн, испускаемые звездами впереди, становились бы короче для наблюдателя. Длины волны от звезд позади наоборот бы удлинялись. А от длины волны и зависит цвет, который мы воспринимаем глазом. Спектр волн, излучаемых звездами для объекта, несущегося на таких скоростях, не будет уже улавливаться глазом. Но что если бы человек мог двигаться, как фотон, ровно со скоростью света? Что бы он тогда увидел?
Как уже было сказано, чем выше скорость объекта, тем сильнее для него замедляется время. Исходя из этого, время для фотона просто не существует. Будь это час, год или миллиарды лет — любой отрезок времени для такого объекта равен нулю. Если бы человек летел со скоростью фотона, он бы не видел ничего. Так как для того, чтобы что-то увидеть, нужно время. А если оно равно нулю, то невозможны никакие действия со стороны летящего объекта.
Можно ли двигаться быстрее скорости света или нет? Ответ — нет. Универсальный предел скорости, который мы обычно называем скоростью света, является фундаментальным для того, как работает Вселенная.
Трудно представить себе это, если вы никогда не слышали об этом раньше, но ученые обнаружили, что чем быстрее вы движетесь, тем больше сжимается ваше пространственное измерение в прямом направлении и тем медленнее идут ваши часы при просмотре со стороны внешнего наблюдателя. Другими словами, пространство и время не являются фиксированным фоном, на котором все происходит так же, как и всегда. Вместо этого пространство и время могут искривляться. Если вы посмотрите на уравнения, которые лежат в основе теорий относительности Эйнштейна, вы обнаружите, что по мере приближения к скорости света ваше пространственное измерение в прямом направлении сжимается до нуля, а ваши часы замедляются до остановки.
Система отсчета с нулевой длиной и без прогрессии во времени на самом деле является системой отсчета, которой не существует. Следовательно, это говорит нам о том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света по той простой причине, что пространство и время фактически не существуют за пределами этой точки. Поскольку понятие «скорость» требует измерения определенного расстояния, пройденного в пространстве за определенный период времени, понятие скорости даже физически не существует за пределами скорости света.
На самом деле словосочетание «быстрее света» физически бессмысленно. Вы можете сказать, что теории относительности Эйнштейна ошибочны. Однако в настоящее время существует так много свидетельств, подтверждающих относительность, что, если они ошибочны, они должны будут ошибаться в незначительной степени, не изменяющей эти основные принципы. Однако, ограничение, заключающееся в том, что ничто не может двигаться быстрее света, не является всеобщим, как кажется.
Более точная формулировка принципа такова: «ничто не может локально перемещаться быстрее света».
Это означает, что мы действительно можем достичь эффективных скоростей, превышающих скорость света, если мы будем использовать нелокальные масштабы. Например, если червоточины существуют , мы можем использовать их, чтобы сократить путь от Земли к Альфа Центавра. По сравнению с небольшим количеством света, который прошел от Земли к Альфа Центавра и не прошел через червоточину, вы бы путешествовали быстрее.
Другими словами, вы бы первыми достигли звезды. Это разрешено, потому что вы никогда не превышали локально скорость света. Если другой луч света был направлен от Земли до Альфа Центавра и прошел через червоточину вместе с нами, мы никак не смогли его обогнать.
Другой пример: во Вселенной есть далекие галактики, которые удаляются друг от друга со скоростью, превышающей скорость света. Но как галактики могут двигаться быстрее скорости света, если ничто не может двигаться быстрее света?
Представьте себе нашу расширяющуюся Вселенную. Это не взрыв из определенного места, когда галактики разлетаются, как части взрыв. Это расширение пространства. Нет никакого центра, и Вселенная ни во что не расширяется.
Представьте, что вы находитесь к какой-то галактике, и по мере того, как Вселенная расширяется, вы видите, как все другие галактики удаляются от вас. И если бы вы перелетели на любую другую галактику, вы бы увидели, что все остальные все равно удаляются от вас.
Вот что интересно: более далекие галактики удаляются от нас быстрее. Чем дальше находится галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Об этом говорит Постоянная Хаббла — идея о том, что на каждый мегапарсек расстояния между нами и далекой галактикой скорость, разделяющая нас, увеличивается примерно на 71 километр в секунду. Галактики, разделенные двумя парсеками, будут увеличивать свою скорость на километра каждую секунду.
Как только вы выйдете на расстояние мегапарсек, две галактики будут улетать друг от друга со скоростью, превышающей скорость света. Самый первый в истории свет, космическое микроволновое фоновое излучение, удалено от нас на 46 миллиардов световых лет во всех направлениях.
Но следует понимать, что есть очень много пространства для объектов, которые находятся на расстоянии более мегапарсек друг от друга. То есть большая часть видимой нам Вселенной уже улетает со скоростью, превышающей скорость света. Но как можно увидеть свет от любых галактик, движущихся быстрее скорости света. Как мы вообще можем увидеть космическое микроволновое фоновое излучение?
Пользуясь техническими терминами, можно сказать, что состояния этих двух котов запутаны. Назревает вопрос: что произойдет, если этих котов поместить в разных уголках Вселенной. Не поверите, но то же самое! Один из котов в любом случае будет жив, а другой — мертв, хотя какой конкретно кот будет жив, а какой мертв, совершенно непредсказуемо.
Квантовая запутанность была подтверждена в настоящих лабораторных экспериментах. Две субатомные частицы запутаны в состоянии суперпозиции так, что если одна вращается в одну сторону, то другая — в противоположную. Запутанность находится в центре квантовой информатики — развивающейся области науки, которая ищет применение законам странного квантового мира. Так, квантовая криптография позволяет шпионам надежно посылать друг другу информацию, а квантовое программирование — взламывать секретные коды.
Каждодневная физика со временем может стать более похожей на странный мир квантовой механики. Квантовая телепортация сможет достигнуть такого прогресса, что однажды ваш кот сможет сбежать в более безопасную вселенную, где нет физиков и коробок. В общем, сверхсветовая скорость существует, хоть у нее и очень слабая доказательная база. Если ученые добьются того, чтобы скорости выше скорости света стали нашей реальностью, то и до машины времени недалеко.
Все формулы по физике за 7 класс. Законы Ньютона. Закон сохранения механической энергии. Сила упругости. Период и частота обращения. Статика в физике: основные принципы и законы. Явление резонанса. Основные агрегатные состояния вещества. Броуновское движение. Все статьи. Английский язык. Русский язык.
Готовимся к школе. Топ курсов для детей. Проверьте знания по физике бесплатно. Регистрируясь, вы принимаете пользовательское соглашение и политику конфиденциальности. Открыть диалоговое окно с формой по клику. Точные значения скорости света метров в секунду Приблизительные значения скорости света километров в секунду километров в час 1,08 млрд миль в секунду миль в час млн.
Получи больше пользы от Skysmart: Подтяни оценки на курсах по физике. Карина Хачатурян. К следующей статье. Оставьте заявку на бесплатное тестирование Приходите на тестирование вместе с ребёнком Получите оценку знаний и конкретные шаги, чтобы прокачать их. Непрозрачная вещь, которая попадается на пути света, отбрасывает тень. От света зависит, будет ли тень темнее или светлее. Если источник света очень яркий, то тень темная.
Если источник света тусклый, тень становится светлее. А размер тени зависит от того, как близко непрозрачная вещь находится к источнику света. Если близко, то тень будет большая.
Если объект отодвигается дальше от источника света, его тень становится меньше. Попробуй сделать фигуру животного или птицы руками и подвигай ее ближе и дальше от лампочки — и увидишь все сам!
