Когда-то ученые ожесточенно спорили, может ли скорость света быть конечной

Вокруг светаНаука

Быстрее не бывает

Когда-то ученые ожесточенно спорили, может ли скорость света быть конечной. Потом споры о скорости света перевернули наши представления о пространстве и времени. А потом оказалось, что свет довольно нетороплив для нашей колоссальной Вселенной, но разогнаться быстрее, увы, невозможно. Впрочем, некоторые физики все еще надеются открыть сверхсветовые частицы

Текст: Анатолий Глянцев

В 1676 г. датский астроном Олаф (Оле) Ремер впервые измерил скорость светового луча. Ученый наблюдал Юпитер и его спутник Ио. Он обнаружил, что движение юпитерианской луны выглядит не совсем периодичным. По мере того, как планета-гигант удаляется от Земли, появление Ио из тени Юпитера все больше отстает от графика. Ученый верно рассудил, что дополнительные минуты требуются свету, чтобы покрыть увеличившееся расстояние до Земли. Правда, из-за несовершенства своих приборов он занизил скорость света примерно в полтора раза.

По самым свежим данным, скорость света в вакууме равна 299 792 458 метров в секунду (обычно запоминают приближенную цифру в 300 000 км/с). Другими словами, за секунду свет проходит 7,5 земных экватора. Немудрено, что многие мыслители – например, Декарт – считали распространение света мгновенным! Но по меркам космических расстояний он не так уж и быстр. Лунный свет добирается до Земли дольше секунды, солнечный – 8 минут, свет ближайших звезд – годами, а самых далеких галактик – более 10 млрд лет.

С какой точностью известна скорость света? Ответ неожиданный: ни с какой. С 1983 года сам эталон длины жестко привязан к скорости света. Так что нынешний подход гласит: мы абсолютно точно знаем скорость света в метрах в секунду, а теперь посмотрим, насколько велик метр (для определения секунды есть свои способы). Чем же так важна скорость света, что к ней привязывают определение метра и, значит, измерение расстояний? Для ответа нам придется познакомиться со специальной теорией относительности.

Пространство и время сходят с ума

Специальная теория относительности (СТО) была создана в начале XX в. Альбертом Эйнштейном, Анри Пуанкаре, Хендриком Лоренцом и другими учеными. Слово «теория» не должно вводить в заблуждение. Здесь оно не означает «нечто гипотетическое», как термин «теория твердого тела» не означает, что кто-то не уверен в существовании твердых тел. СТО не просто подтверждена огромным количеством экспериментов, она стала основой работающих технологий. Усомниться в ней, конечно, никто не запретит, но без нее все равно ничего работать не будет.

Сама по себе относительность движения – очень простая вещь. Допустим, вы сидите в купе идущего поезда. Движетесь вы или нет? Относительно придорожного столба – да, относительно вагона – нет. Относительно вагона два последовательных удара вашего сердца произошли в одной и той же точке пространства. Относительно столба – в разных. Значит, бессмысленно говорить о местоположении и скорости, пока не сказано, относительно чего они измеряются. Скорость и положение в пространстве относительны.

Что же тогда абсолютно? До появления СТО считалось, что абсолютен ход времени. Часы в вагоне и на перроне показывают одинаковое время. Кроме того, абсолютна длина тел. Мы можем измерить длину движущегося вагона, ползая по нему с рулеткой или же обшаривая его радаром со станции. В обоих случаях мы получим одну и ту же величину.

Однако специальная теория относительности демонстрирует, что и длина тел, и ход времени тоже относительны. Движущиеся часы отстают от неподвижных, и не потому, что портятся, а потому, что для них замедляется само время. Оно выкидывает и еще более удивительные фокусы, о которых мы поговорим ниже.

Почему мы не замечаем всего этого? Потому что движемся слишком медленно. При скорости космического корабля 10 км/с бортовые часы будут идти лишь на 6 стомиллионных долей процента медленнее неподвижных. Только самые точные хронометры могут обнаружить этот эффект (и они его действительно обнаруживают). Но при скорости 87% от световой время замедлится вдвое, а при 99,99% световой – более чем в 70 раз. Это прекрасно видно по нестабильным частицам, которые разгоняются в ускорителях до околосветовых скоростей. Время их жизни отмеряется их собственными внутренними «часами», так что по нашим часам они живут непозволительно долго. Теоретически, все ближе подбираясь к скорости света, можно замедлить время в любое количество раз.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как в кино Как в кино

В давние времена функцию кино выполняла народная сказка

Вокруг света
Фитнес дома – эффективные упражнения для похудения: тренировка за 20 минут Фитнес дома – эффективные упражнения для похудения: тренировка за 20 минут

Как начать заниматься спортом дома?

VOICE
Дань морскому царю Дань морскому царю

Они были самыми крупными кораблями, затонувшими в российских водах Балтики

Вокруг света
Палеоантропологи диагностировали у алтайского неандертальца верхнечелюстной синусит Палеоантропологи диагностировали у алтайского неандертальца верхнечелюстной синусит

Палеоантропологи исследовали фрагмент левой верхней челюсти неандертальца

N+1
Жуки-дровосеки Жуки-дровосеки

Мы продолжаем публикации материалов первого номера «Вокруг Света» за 1861 год

Вокруг света
Система Монтессори: 3 отличия от традиционного обучения в школе Система Монтессори: 3 отличия от традиционного обучения в школе

Обучение по системе Монтессори не отбивает желание развиваться — смотрите сами!

Psychologies
Картуш и его шайка Картуш и его шайка

«Нет ни дня, чтобы не казнили кого-то из шайки Картуша»

Дилетант
Еда Еда

Кадзухико Кидзима — вице-президент японского бизнес-сообщества в Петербурге

Собака.ru
«Я художник, я так вижу» «Я художник, я так вижу»

Зачем первопроходцы брали на борт профессиональных художников?

Вокруг света
Почему люди исчезают из вашей жизни внезапно и навсегда: как рождается гостинг Почему люди исчезают из вашей жизни внезапно и навсегда: как рождается гостинг

Экологично завершить поднадоевшее общение — это талант

Psychologies
Звезды над дюнами Звезды над дюнами

Путешествие к секретам Аравийской пустыни

Вокруг света
Телесный низ на экзистенциальной высоте Телесный низ на экзистенциальной высоте

Эротические эксперименты русского рока

Weekend
Правило «30 на 30»: как эффективно бороться с прокрастинацией Правило «30 на 30»: как эффективно бороться с прокрастинацией

Почему мы так прокрастинируем, когда казалось бы в этом нет смысла?

Inc.
История купальника: как борьба за право раздеться привела к обратному результату История купальника: как борьба за право раздеться привела к обратному результату

Раньше женщинам запрещали раздеваться, а теперь — одеваться

Forbes
Популярные продукты 90-х, которые сегодня нигде не найдешь Популярные продукты 90-х, которые сегодня нигде не найдешь

Приглашаем на ностальгическую прогулку по продуктовому магазину 90-х

Maxim
9 абсурдных мифов о человеческом теле, в которые люди продолжают верить несмотря на факты 9 абсурдных мифов о человеческом теле, в которые люди продолжают верить несмотря на факты

Сказки о нашем теле, в которые мы верим

ТехИнсайдер
От ацтеков до пикселей От ацтеков до пикселей

Из чего состоит «Джиперс Криперс»

Weekend
Секс как форма внутренней дисциплины Секс как форма внутренней дисциплины

Зачем нужны два пола?

СНОБ
Уйди, прошу, бессонница! И спать пора, и никак не уснуть... Уйди, прошу, бессонница! И спать пора, и никак не уснуть...

Бессонница — серьезная проблема, мешающая нормально жить. Как с ней справиться?

Лиза
От Пхеньяна до Сеула. И обратно От Пхеньяна до Сеула. И обратно

Ситуация на фронтах Корейской войны менялась с калейдоскопической скоростью

Дилетант
Беззащитные данные. Почему в России выросло количество утечек персональной информации Беззащитные данные. Почему в России выросло количество утечек персональной информации

Как пользователям защититься от утечки персональных данных

СНОБ
Исследователи MIT разработали микроробота, который может вести Исследователи MIT разработали микроробота, который может вести

Чем лучше мы сможем рассмотреть живую клетку, тем лучше мы поймем, как ей помочь

ТехИнсайдер
Королева здесь больше не живет: памяти Елизаветы Второй Королева здесь больше не живет: памяти Елизаветы Второй

Какой была в жизни Елизавета II

СНОБ
«Не дождётесь»: разработчики о том, как они не отвечают на сообщения в рабочих чатах «Не дождётесь»: разработчики о том, как они не отвечают на сообщения в рабочих чатах

Как удалёнка привязывает к устройствам и что с этим делать

VC.RU
У вас очень непослушные волосы? Во всем может быть виновата редкая генетическая болезнь У вас очень непослушные волосы? Во всем может быть виновата редкая генетическая болезнь

Ученые нашли гены, ответственные за «синдром непослушных волос»

ТехИнсайдер
Не последний человек: что мы знаем о новой принцессе Уэльской Не последний человек: что мы знаем о новой принцессе Уэльской

Так ли идеальна на самом деле новая принцесса Уэльская

Правила жизни
«Сифилизатор» из СССР: история тех самых советских автоматов с газировкой и граненым стаканом «Сифилизатор» из СССР: история тех самых советских автоматов с газировкой и граненым стаканом

Давайте поднимем стакан «Дюшеса» в память о советских автоматах с газировкой

ТехИнсайдер
5 гениальных изобретений НАСА, которым люди нашли применение не в космосе, а в повседневной жизни 5 гениальных изобретений НАСА, которым люди нашли применение не в космосе, а в повседневной жизни

Эти "космические гаджеты" гораздо ближе к земной жизни, чем вы думали

ТехИнсайдер
Как понять, что ваш телефон прослушивается: 5 неочевидных признаков Как понять, что ваш телефон прослушивается: 5 неочевидных признаков

По каким признакам можно определить, что вас прослушивают?

ТехИнсайдер
5 способов улучшить работу мозга в любом возрасте 5 способов улучшить работу мозга в любом возрасте

Пять способов улучшить здоровье мозга уже сегодня

Inc.
Открыть в приложении