Якщо ми говоримо про щось спрпавді швидке, то можемо сказати, що це відбувається зі швидкістю світла. Насправді мало хто розуміє, наскільки це значна величина та чому на практиці її вкрай важко досягти якомусь тілу, що має значну масу та розмір. Зараз ми вам це пояснимо.
1. Чому дорівнює швидкість світла у вакуумі?
Швидкість світла — найбільша швидкість, яку будь-що може мати у нашому Всесвіті. З нею у вакуумі розповсюджуються не лише електромагнітні хвилі видимого спектра, а й будь-яке випромінювання.
Ця величина складає точно 299 792 458 м/с. 1975 року її визначили з точністю до одного метра, а з 1983-го сам метр у Міжнародній системі одиниць — це відстань, яку світло проходить за 1/299 792 458 секунди. Тому це чи не єдина константа, значення якої не буде уточнюватися у майбутньому.
2. Чи бувають випадки, коли швидкість світла нижче?
Все вищесказане стосується лише швидкості розповсюдження електромагнітних хвиль у вакуумі. У середовищі, хоча б частково здатному розсіювати їх, вона буде значно нижчою. Точна величина залежатиме від довжини хвилі та величини заломлення самого середовища.
Наприклад, в абсолютно чистій воді швидкість світла видимого діапазону становить близько 225 341 км/с, у склі — 200 000 км/с, а в цукрі — лише 192 300 км/с. У повітрі вона лише трохи менша, ніж у вакуумі.
3. Що таке «світловий конус»?
Зі швидкістю світла пов’язане поняття «світлового конуса». Будь-яка взаємодія між двома об’єктами у Всесвіті, включно з передачею інформації, можлива лише за допомогою частинок або хвиль. А вони не можуть рухатися швидше за світло.
Тому жодна подія у Всесвіті не може вплинути на інші об’єкти за час, менший, ніж потрібно світлу, аби подолати відстань між ними. Наприклад, подія, що відбулася на Місяці, ніяк не може вплинути на Землю раніше, ніж за секунду з чвертю.
Для Сонця ця величина вже складає майже 8,5 хвилин, для Плутона — близько 4,5 години, для α Центавра — понад 4 роки, а для чорної діри Стрілець А* — 27 тис. років. Це й називається «світловим конусом».
4. Що буде, якщо спробувати досягти швидкості світла?
Ньютонівська механіка підказує нам, що якщо до якогось тіла постійно прикладати силу — наприклад, імпульс реактивних двигунів — то воно буде прискорюватися, тобто його швидкість буде зростати. То що ж заважає нам досягти швидкості світла?
На це дає відповідь Теорія відносності. Згідно з нею, чим ближча швидкість тіла до світлової, тим більша енергія необхідна для того, аби збільшити її на ту ж саму величину для кожної одиниці маси цього тіла.
Для того ж, аби розігнати хоч якусь масу до швидкості світла, до неї треба прикласти нескінченну кількість енергії. Саме тому в природі у більшості випадків таку швидкість мають лише частинки, у яких маса відсутня — наприклад, фотони.
5. Чи може щось рухатися швидше за світло?
Хоч фізика й наголошує, що для будь-якого тіла швидкість світла є межею, є теорії, які передбачають існування частинок, що рухаються швидше за нього. Ці частинки називаються тахіонами — від грецького слова, що означає «швидкий».
Тахіони мають низку дивних властивостей: наприклад, їхня маса є уявною. Тобто вона виражається числом, яке є квадратним коренем із від’ємної величини.
Жодних доказів реального існування тахіонів учені не мають. Крім того, щодо тахіонних частинок і полів існують сумніви, чи здатні вони переносити інформацію та чи справді всі вони рухаються швидше за світло. Однак саму можливість існування такої частинки ніхто остаточно виключити не може.
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
