V-ați întrebat vreodată dacă este posibil să călătoriți cu viteza luminii? Poate că, cu tehnologia necesară pentru a ne ajuta să obținem această viteză, am putea zbura într-o zi la marginea universului și să vedem ce este dincolo de el?
Un pic de teorie
Viteza luminii într-un vid este o constantă pe care o cunoaștem destul de exact: de exemplu, lumina se mișcă cu o viteză de 299.792.458 metri pe secundă. Aceasta este viteza de propagare a tuturor câmpurilor electromagnetice într-un vid, inclusiv unde radio, infraroșu, ultraviolete, radiații X și radiații gamma.
Conform Teoriei speciale a relativității a lui Einstein, nimic nu poate călători mai repede decât lumina. În condiții normale, lumina se mișcă cu adevărat instantaneu pentru noi. De exemplu, nu avem timp să vedem cum se reflectă fotonii din obiecte și sunt absorbite de suprafețele din cameră atunci când lumina este stinsă - acest lucru se întâmplă atât de repede.
Viteza luminii în spațiul gol (vid) nu depinde de viteza relativă dintre sursa sa și observator. Unii cred că această afirmație este contrară bunului simț, cu toate acestea, tocmai acest lucru a fost demonstrat experimental. Cel mai cunoscut astfel de experiment a fost realizat de fizicienii Albert Michelson și Edward Morley la sfârșitul secolului XIX. Ei au descoperit că viteza luminii este aceeași în toate direcțiile, indiferent de faptul că Pământul în sine se mișcă prin spațiu.
Albert Michelson.
Video promotional:
Omul și viteza
Oamenii adoră cu siguranță viteza. Deoarece roata a fost inventată, iar viteza nu mai era determinată de forța picioarelor noastre, am vrut să ne mișcăm mai repede și mai repede. Cu cât o persoană se mișcă mai repede, cu atât devine mai încântătoare (deși, merită remarcat faptul că pentru unii oameni viteza mare este un lucru înspăimântător). Astăzi, umanitatea a reușit să dezvolte aeronave incredibil de rapide, luptători ultra-rapide, trenuri super-rapide de mare viteză și așa mai departe. Cu toate acestea, universul are ceva mai rapid cu mânecă decât orice am obținut - lumina.
Așadar, poate unii dintre voi într-o seară după o zi grea, stând cu o sticlă de bere sau o cană de ceai, s-au întrebat cum ar fi să vă deplasați cu viteza luminii.
Ce se întâmplă dacă ne mișcăm cu viteza luminii
O persoană care se mișcă cu viteza luminii va experimenta dilatarea timpului. Pentru el, timpul va trece mai încet în comparație cu o persoană care stă nemișcată. În plus, câmpul lor vizual se va schimba foarte mult. Pentru o persoană care se mișcă cu viteza luminii, universul va apărea sub forma unui tunel în fața aparatului pe care călătorește. Luați în considerare această idee interesantă.
Până în secolul XX, lumea era convinsă de corectitudinea părerilor lui Isaac Newton asupra obiectelor și gravitației. Cu toate acestea, în anii 1900, nimeni altul decât Albert Einstein a preluat și a schimbat lumea pentru totdeauna.
Albert Einstein prelegând la Viena în 1921.
Teoria relativității, propusă de el, a clarificat multe probleme legate de masă și energie. Ecuația echivalenței de masă și energie a dovedit că masa și energia sunt interschimbabile, adică se poate transforma în alta - și invers. El a sugerat, de asemenea, că nu există un singur cadru standard de referință. Totul este relativ, chiar și timpul. Atunci înțelegerea a ajuns la el că viteza luminii este constantă și nu depinde de observator. Astfel, dacă o persoană se mișcă cu 50% din viteza luminii în aceeași direcție cu lumina, atunci fasciculul de lumină va arăta la el la fel ca pentru o persoană care stă nemișcată.
În ceea ce privește echivalența de masă și energie, pe scurt, aceasta înseamnă că dacă un obiect se mișcă cu 10% din viteza luminii, masa sa va crește cu 0,5% din masa sa inițială. În același timp, dacă un obiect se mișcă la 90% din viteza luminii, masa sa se va dubla.
Putem călători cu viteza luminii
Nu, nu ne putem mișca la viteza luminii. Ideea este că atunci când se mișcă cu viteza luminii, masa unui obiect va crește exponențial. Imaginează-ți următoarele: viteza luminii este de aproape 300 de mii de kilometri pe secundă, iar când un obiect se mișcă cu acea viteză, masa sa devine infinită. Prin urmare, pentru a muta acest obiect, va fi nevoie de energie infinită (amintiți-vă echivalența de masă și energie), ceea ce este extrem de practic.
Aproximativ vorbind, din acest motiv, niciun obiect nu se poate mișca la viteza luminii (cu excepția luminii în sine) sau mai rapid.
În ceea ce privește mișcarea aproape la viteza luminii, spuneți la 90% din ea, atunci vom avea observații interesante.
Deplasarea (aproape) la viteza luminii
În primul rând, o persoană care se mișcă cu o astfel de viteză va experimenta dilatarea timpului. Timpul va trece mai încet pentru el decât pentru cineva care stă nemișcat. De exemplu, dacă o persoană se mișcă la 90% din viteza luminii, atunci când trec 10 minute pentru el, 20 de minute trec pentru o persoană care stă nemișcată.
Diagrama care prezintă curbura timpului pe măsură ce se apropie de viteza luminii.
Merită menționate schimbările majore din câmpul vizual. Pentru o persoană care se deplasează - oriunde - la 90% din viteza luminii, așa cum s-a menționat mai sus, universul va arăta ca și cum ar fi privit-o prin fereastra din fața navei sale spațiale. Stelele pe care le apropie vor apărea albastre, iar cele care rămân în urmă vor apărea roșii. Acest lucru se datorează faptului că valurile de lumină de la stele din fața sa se vor strânge, făcând obiectul să apară albastru, iar undele de lumină de la stelele lăsate în urmă se vor întinde și vor deveni roșii, provocând efectul Doppler extrem.
După ce a depășit un anumit semn, o persoană s-ar cufunda în întuneric, deoarece lungimile de undă care îi cad în ochi ar fi în afara spectrului vizibil.
Desigur, chiar și cu toate practicile și obstacolele asociate călătoriei cu viteza luminii (sau aproape), aceasta ar fi cu siguranță o altă aventură.
Vladimir Guillen
