Jest historia opowiadająca o podróżowaniu z prędkością światła, w której poproszono cię, abyś wyobraził sobie, że zaczynasz od stania przed wielkim zegarem - takim jak Big Ben. Zdajesz sobie sprawę, że twoje obecne postrzeganie czasu jest kształtowane przez światło odbite od tarczy zegara - co oznacza, że jest godzina 12:00. Jeśli więc strzelisz z taką samą prędkością jak to światło - wszystko, co zobaczysz, to zegar ustawiony o godzinie 12:00, ponieważ poruszasz się z tą samą prędkością, z jaką poruszają się te informacje. Odkrywasz więc, że przy prędkości światła czas zasadniczo stoi w miejscu.
Chociaż w tej historii jest wiele rzeczy nie tak - jak się zdarza, jedną poprawną rzeczą jest to, że gdybyś mógł podróżować z prędkością światła, nie doświadczyłby upływu czasu - chociaż istnieje kilka powodów, dla których jest to prawdopodobnie niemożliwa sytuacja, w której można się znaleźć.
Niemniej jednak, jeśli byłbyś w stanie podróżować z prędkością światła i nie doświadczyłeś upływu czasu - wtedy nie miałbyś czasu, aby ponownie ocenić twoją sytuację - w rzeczywistości nie byłoby czasu na neurony, by strzelić. Możesz więc opuścić Ziemię z obrazem zegara nieruchomym na siatkówce, ale ponieważ mózg przestał działać, nie ma to nic wspólnego z informacją przenoszoną przez wiązkę światła, którą poruszasz się. Twoja siatkówka nigdy nie jest odświeżana nowym obrazem, pod warunkiem, że poruszasz się z prędkością światła.
Pewien wgląd w szczególną teorię względności uzyskuje się, biorąc pod uwagę kontekst osoby, która pozostała na Ziemi. Jeśli podróż z prędkością światła miała na celu zwierciadło w Alpha Centauri (4,3 lat świetlnych stąd) - to z ich perspektywy zajmie ci to 8,6 lat, aby tam wrócić i wrócić. Jest to prawdą, nawet jeśli wychodzisz i wracasz z obrazem 12:00 utkwionym na siatkówce i słusznie ogłaszasz, że (z twojej perspektywy) nie upłynęło czasu od twojego wyjazdu.
Ale poruszanie się z prędkością światła i brak upływu czasu jest prawdopodobnie niemożliwym scenariuszem dla istot, którym rzucamy wyzwanie. Względność mówi, że masz odpowiednią masę, odpowiednią długość i odpowiedni czas - które utrzymują się niezależnie od twojej prędkości. Jeśli przeżyjesz siły G, aby osiągnąć takie prędkości, możesz z radością wybiec z prędkością 99,95% prędkości światła i sprawdzić puls na zegarku, aby zobaczyć, jak twoje serce wciąż bije z prędkością 72 uderzeń na minutę - tak jak to zrobiło z powrotem na Ziemi.
Dopiero gdy spojrzysz z powrotem na Ziemię, zobaczysz, że dzieje się coś niezwykłego. Poruszanie się z prędkością 99,5% prędkości światła daje współczynnik dylatacji czasu około 10. Więc podczas gdy ktoś z powrotem na Ziemi będzie nadal mierzył twój czas podróży około 8,6 roku - dla ciebie będzie to tylko około 10 miesięcy. A za pomocą wyjątkowo dobrego teleskopu możesz spojrzeć na Ziemię i zobaczyć zniekształconego Big Bena, przesuniętego na czerwono i biegnącego wolno po drodze, a następnie przesuniętego na niebiesko i biegającego bardzo szybko w drodze powrotnej.
Jednym z powodów, które prawdopodobnie sprawiają, że doświadczenie prędkości światła / zamrożenia czasu jest nieosiągalne, jest to, że dylatacja czasu zwiększa się, im szybciej się poruszasz. Na przykład przy prędkości 99,99995% prędkości światła uzyskuje się współczynnik dylatacji czasu około 1000. Więc nawet jeśli masz statek kosmiczny z nieskończonym źródłem mocy zdolnym do pozornie nieskończonych prędkości - nadal będziesz przybywać do miejsca docelowego, zanim prędkościomierz dotrze do 99,99999 (itd.)% Prędkości światła do c = 1,0.
Być może w ten sposób zaludnimy wszechświat - używając trudnych do wyobrażenia inwestycji energii, w połączeniu z zasadą dylatacji czasu, aby pokonać ogromne odległości. Sztuka polega na tym, aby nie tęsknić za domem, ponieważ po pokonaniu takich odległości nigdy nie można wrócić - chyba że chodzi o spotkanie z bardzo, bardzo, bardzo prawnukami.
(Oszukałem trochę, ignorując wszelkie okresy przyspieszania i zwalniania w opisanych tu podróżach).
Dalsza lektura: Kalkulator względności.
