Viteza luminii este una dintre cele mai importante constante în fizică. Astronomul danez Olaf Roemer a estimat pentru prima dată viteza luminii în 1676. Cu toate acestea, omul de știință care a stabilit că este lumina care stabilește limita superioară a vitezei realizabile în Universul nostru, egală cu aproape 300.000 de kilometri pe secundă, a fost tocmai Albert Einstein. Și totuși, conform aceleiași teorii Einstein, totul din acest univers este relativ, inclusiv mișcarea. Aceasta, la rândul nostru, ne obligă să punem o întrebare complet logică: care este viteza opusului complet al luminii - întunericul?
Suntem departe de primii care ne pun această întrebare, dar portalul Gizmodo a decis să ne adâncească mai mult și cu această ocazie s-a îndreptat către unul dintre cei mai respectați și faimoși oameni de știință, cercetători, teoreticieni, experți în găuri negre și fizică cuantică. Interesant este că toate nu au un consens în această privință. Unii cred că întunericul poate avea aceeași viteză ca lumina. Alții cred că poate fi infinit mai lent. Alții sunt siguri că totul va depinde de punctul de vedere din care analizați această problemă.
George Masser
Redactor al revistelor Scientific American și Nautilus, autor al acțiunii înfiorătoare la distanță: un fenomen de redefinire a spațiului și a timpului. Semnificația fenomenului în teoria găurilor negre, teoria Big Bang și teoria tuturor, precum și Ghidul complet pentru teoria șirurilor pentru idioti
„Viteza întunericului? Cel mai simplu răspuns este că viteza întunericului este egală cu viteza luminii. Opriți Soarele și cerul nostru se va întuneca la opt minute după acest punct. Dar acesta este un răspuns plictisitor! Nu chiar! În primul rând, ceea ce obișnuiam să numim „viteza luminii” este viteza de propagare și acesta nu este întotdeauna factorul decisiv. O umbră care cade pe un peisaj este aruncată de obiecte. Și particularitatea acestor obiecte, precum și distanța față de ele, vor determina cât de repede va cădea.
De exemplu, o lumină rotativă de iluminare luminează mediul înconjurător la intervale regulate. Cu toate acestea, viteza relativă de obscurizare a mediului crește odată cu creșterea distanței față de farul în sine. Dacă vă deplasați destul de departe de far, atunci umbra vă va depăși mai repede decât viteza luminii. Același lucru se întâmplă, de exemplu, cu stelele neutronice în spațiu. Cu alte cuvinte, în acest caz, viteza luminii va însemna doar o întârziere. Chiar dacă farul este îndreptat direct către tine, nu vei vedea lumina imediat, dar cu o anumită întârziere. Totuși, acest lucru nu va afecta în niciun fel cursul evenimentelor pe care le veți vedea, fiind în locul vostru.
Video promotional:
Dar există chiar așa ceva ca întunericul? Mai exact, există un concept, dar există un fenomen în sine? Chiar dacă „opriți” Soarele, Pământul nu se va cufunda într-o întuneric impenetrabil complet. Lumina din stele, nebuloase și chiar Big Bang-ul în sine îți va lumina cerul în acest caz. Planeta în sine și tot ceea ce există pe ea, inclusiv corpurile noastre, emit, de asemenea, lumină. Și va fi vizibil în infraroșu. Chiar dacă ați găsit cumva o modalitate de a „opri” Soarele, chiar și atunci va emite un anumit nivel de strălucire aproape pentru totdeauna. Pentru secolul vostru și pentru multe secole care vor veni, cu siguranță va fi suficient Adică, atât timp cât vom avea ocazia să vedem, vom vedea. Niciun senzor optic nu poate detecta întunericul complet, deoarece chiar dacă nu există surse de lumină în apropiere,fluctuațiile cuantice disponibile vor produce, de asemenea, sclipiri de lumină foarte ușoare. Sau luați găuri negre - cel mai întunecat dintre obiectele presupuse. Chiar și sunt capabili să emită un anumit procent de lumină, conform unor teorii. În fizică, spre deosebire de sfera relațiilor interpersonale, lumina „cucerește” întotdeauna întunericul.
Întunericul nu este o categorie fizică, ci mai degrabă o stare relativă. Nici măcar asta. Aceasta este o percepție subiectivă a statului. Fotonii pot fi sau nu reflectați, celulele retiniene pot declanșa procese de memorie, dar nu pot explica senzația subiectivă a întunericului, la fel cum undele nu pot fi reprezentate prin altceva decât experiența noastră de observare a culorii sau sunetului. Experiența noastră subiectivă se schimbă din când în când, dar părți individuale ale acestei experiențe se află în afara timpului. Și în acest sens, putem spune că întunericul în sine nu are viteză.
Care este viteza în sensul general? Și există deloc? Presupune prezența unui anumit spațiu în care acesta poate fi măsurat. Cu toate acestea, mulți oameni de știință care lucrează cu fizica cuantică - o lume în care conceptele obișnuite ale fizicii obișnuite devin adesea inutile - cred că spațiul în sine este unul dintre derivatele unui nivel mai fundamental al realității, unde nu există concepte precum poziția, distanța sau aceeași viteză.
Avi Loeb
Profesor de astrofizică la Universitatea Harvard, fondator al Inițiativei Black Hole (BHI)
„Materia atrasă de centrul găurii negre atinge o viteză apropiată de viteza luminii. Orice lucru care se încadrează în așa-numitul orizont de eveniment al găurii negre nu are cum să scape. Chiar și lumina este închisă pentru totdeauna în orizontul evenimentului. Având în vedere acest lucru, găurile negre pot fi privite ca un fel de închisori ale întunericului etern. Dar nu este cazul.
O stea precum Soarele poate fi spaghetizată într-un flux de gaz dacă trece pe lângă o gaură neagră masivă, cum este cea din centrul galaxiei noastre din Calea Lactee, a cărei masă este de 6 miliarde de mase solare.
Cu toate acestea, la căderea într-o gaură neagră, materia poate crea fricțiuni între ele și se poate încălzi. Rezultatul final al acestei frecare este radiația. Dacă rata de acreție (procesul de creștere a masei) este suficient de ridicată, atunci presiunea radiației de ieșire va putea salva materia înconjurătoare de la cădere. Multe dintre cele mai masive găuri negre din Univers, cu masa de miliarde de sori, au cele mai mari rate posibile de acumulare."
Neil DeGrasse Tyson
Astrofizician, doctor în fizică, scriitor, popularizator al științei, director al Planetariului Hayden la Muzeul American de Istorie Naturală din Manhattan. Gazda celebrei serii de științe „Spațiu: spațiu și timp”
„Viteza întunericului înseamnă … Având în vedere că întunericul în sine este rezultatul încetării luminii? Dacă viteza luminii este reprezentată de o constantă, atunci viteza întunericului va fi constantă exact opusă vitezei luminii. Dacă lumina este un vector, are magnitudine și direcție, atunci … vorbind despre valoarea ei negativă, vom vorbi despre direcția opusă. Întunericul în acest caz este direcția opusă, nu cea directă. Aș spune că întunericul are valoarea negativă opusă pentru viteza luminii.
Sara Caudill
Dr. La Centrul Leonard E. Parker pentru Studiul Gravității, Cosmologiei și Astrofizicii, Universitatea din Wisconsin-Milwaukee
„Forța gravitațională a găurilor negre este atât de mare încât nici lumina nu poate scăpa de ea odată ce intră pe raza orizontului său de eveniment - granițe invizibile care creează un punct de neîntoarcere. Deoarece găurile negre au o gravitație atât de puternică, observațiile făcute în afara acestui câmp gravitațional puternic vor fi influențate de efectul dilatării timpului.
Să presupunem că, departe de gaura neagră, există un observator exterior care vede un obiect luminos căzând în gaura neagră. Din punctul de vedere al observatorului, acest obiect luminos își va încetini mai întâi viteza și apoi „va ieși”, devenind atât de slab, încât va fi imposibil de văzut. Observatorul nici nu va putea vedea cum obiectul trece granița orizontului evenimentului.
Dacă privim situația din punctul de vedere al materiei care intră în această gaură neagră. Imaginează-ți acum o gaură neagră înconjurată de un nor de gaz strălucitor. Acest nor era format dintr-o stea sfâșiată, trecând prea aproape de această gaură neagră. Acest nor de gaz va apărea ca un disc aplatizat, de asemenea, numit disc de acumulare. Deci, gazul acestui disc va fi în cele din urmă absorbit complet de gaura neagră, dar acest lucru nu se va întâmpla imediat.
Cert este că există o limită de viteză care depinde de forța presiunii de radiație a gazului încălzit, care va rezista acțiunii forței interne de gravitație a găurii negre. În cele din urmă, imediat ce tot gazul va fi absorbit de gaura neagră, dimensiunea acestuia va crește. De exemplu, dacă luăm o gaură neagră, a cărei masă inițială va fi de 10 ori mai mare decât Soarele nostru, iar rata acreției sale de masă va atinge limita maximă (așa-numita limită Eddington), atunci în aproximativ un miliard de ani, masa acestei găuri negre va ajunge la o masă de 100 de milioane. ori depășind masa Soarelui nostru”.
David Reice
Supervizorul științific al Observatorului Interferometric al Wavei Gravitational Wave (LIGO)
„Practic, totul va depinde de faptul că sunteți materia care este absorbită de abisul nesfârșit al găurii negre, sau sunteți suficient de departe de scenă și sunteți un observator impasibil al evenimentului cuiva sau altceva care cade în acest abis chiar. Dacă aveți ghinion și sunteți pe primul loc, atunci viteza va fi foarte mare. Cel mai probabil, vom vorbi despre indicatori apropiați de viteza luminii.
Dacă vă aflați în locul celei de-a doua și sunteți suficient de departe de gaura neagră, atunci viteza cu care materia va fi absorbită de gaura neagră vi se va părea vizibil redusă datorită efectului dilatării gravitaționale a timpului. Potrivit acestuia, „ceasul” sub influența câmpului gravitațional merge mai lent, și sub influența unui câmp gravitațional foarte puternic - și mai lent, ceea ce va fi adevărat doar odată cu abordarea orizontului de eveniment al găurii negre.
De departe, vreau să spun că în sistemul dvs. local de coordonate veți rămâne staționat în raport cu gaura neagră (adică nu veți fi atrași de ea), iar sistemul dvs. local de timp nu va fi influențat de câmpul gravitațional al acestei găuri negre. În acest caz, pentru o persoană care se află dincolo de influența găurii negre, se va părea că obiectul sau materia se va deplasa spre orizontul de eveniment al găurii negre pentru o perioadă infinit de lungă de timp.
Nyayesh Afshordi
Astrofizician în cadrul Departamentului de Fizică și Astronomie de la Universitatea din Waterloo și șef al Departamentului de Cosmologie și Gravitate la Institutul Perimetric de Fizică Teoretică din Canada
„Cred că viteza„ întunericului”este infinită! În fizica clasică, sub conceptul general al întunericului spațiului, poate fi luat în considerare doar un vid gol. Cu toate acestea, datorită mecanicii cuantice, știm că de fapt nu există întuneric și spațiu gol. Chiar dacă vi se pare că nu există surse de lumină pe care le-am putea vedea, această sursă poate fi fluctuațiile câmpurilor electromagnetice. Chiar și în interiorul valurilor gravitaționale care taie prin spațiu-timp și descoperite de laboratorul LIGO abia recent, aceste fluctuații cuantice trebuie să fie prezente.
Problema este că nivelul de gravitație din această ondulare cuantică este infinit. Cu alte cuvinte, în prezent nu există o teorie convingătoare a gravitației cuantice cu care majoritatea oamenilor de știință ar fi de acord. Răspunsul necesar la întrebare poate fi ascuns în posibilitatea însăși a vitezei „întunericului”, adică ondulările cuantice ating o valoare infinită (sau devin arbitrar mari), în special pe scări mici și pentru o perioadă scurtă de timp. Desigur, aceasta este doar o presupunere, dar mi se pare că aceasta este o modalitate eficientă de a înțelege principiul și esența Big Bang-ului, găurile negre, energia întunecată și gravitația cuantică.
NIKOLAY KHIZHNYAK
