[/podpis]
Jednym z najciekawszych stałych i wyzwań w fizyce jest prędkość światła. Fizycy i inżynierowie aeronautyki projektujący przyszłe statki kosmiczne postrzegają to jako ostatnią wielką barierę dla praktycznych podróży międzygwiezdnych. Jak szybko porusza się światło?
Wiemy, że światło ma skończoną prędkość i porusza się z prędkością 300 000 kilometrów na sekundę. To świetna odległość do podróży. Na ziemi ta prędkość jest prawie natychmiastowa. Jednak teraz wiemy, że jego granice można określić na większej przestrzeni. Na przykład światło ze Słońca dociera do Ziemi w około 8,3 minut. Aby dotrzeć do najbliższej gwiazdy Układu Słonecznego, potrzeba około 3 do 4 lat. To ograniczenie światła nazywamy barierą prędkości światła.
We wczesnych czasach nauki głównym powodem dyskusji był argument, czy prędkość światła jest natychmiastowa, czy nie. Już w Grecji Grecy opowiadali się za zarówno skończoną, jak i nieskończoną prędkością światła. W XI wieku pojawiły się również pisma arabskich filozofów, które sugerowały, że prędkość światła zależy od medium, przez które podróżuje. Dopiero w XX wieku fizycy tacy jak Planck i Einstein odkryją rzeczywistą prędkość światła i jego właściwości.
Jak wspomniano wcześniej, prędkość światła się zmienia. W rzeczywistości jest to tylko 300 000 km w próżni. Prędkość zmienia się nieznacznie w powietrzu i innych mediach w zależności od przezroczystości i jakości refrakcji. Prędkość światła jest jednak zwykle znacznie wyższa niż innych fal, takich jak fale dźwiękowe. Odkryto również, że prędkość światła dotyczy wszystkich form promieniowania elektromagnetycznego, a nie tylko światła widzialnego. Fizycy proponują również, aby prędkość światła dotyczyła także fal grawitacyjnych.
Zrozumienie prędkości światła doprowadziło do kilku interesujących teorii w fizyce. Wiele z nich można znaleźć w teoriach ogólnej teorii względności i szczególnej teorii względności Einsteina. Po pierwsze, tylko cząstki bez masy, takie jak fotony, mogą naturalnie osiągnąć prędkość światła, w przeciwnym razie osiągnięcie tej prędkości wymagałoby zasadniczo nieskończonej energii. Jednak obiekty o masie teoretycznie mogą osiągnąć znaczny procent prędkości światła. Sugeruje się również, że nawet jeśli prędkość światła może być osiągnięta, spowoduje to pewne skutki uboczne. Jednym z nich jest dylatacja czasu, w której podczas podróży z prędkością światła dochodzi do efektu Rip Van Winkle, w którym lata mijałyby dla obserwatorów, podczas gdy osoba podróżująca z prędkością światła doświadczałaby tylko chwil czasu w tym samym postrzeganym okresie. Teoretycznie przekraczanie prędkości światła prowadziłoby do podróży w czasie.
Napisaliśmy wiele artykułów o świetle dla Space Magazine. Oto artykuł o grawitacji poruszającej się z prędkością światła, a tutaj artykuł o galaktykach poruszających się szybciej niż prędkość światła.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat prędkości światła, sprawdź Szybkość światła Według Einsteina, a tutaj link do Prędkości światła na rakiecie autorstwa NASA.
Nagraliśmy również pokaz pytań o prędkości światła. Sprawdź to!
Źródła:
Wikipedia: Speed of Light
Wikipedia: Podróże w czasie
Newton Zapytaj naukowca!
University of Illinois
