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

Деревянные выборы Деревянные выборы

Самые интересные деревья мира

Вокруг света
Иррациональный человек: краткое пособие по общению со сложными людьми Иррациональный человек: краткое пособие по общению со сложными людьми

Наверняка вы попадали в такую ситуацию, когда собеседник будто вас не слышит

Psychologies
Жуки-дровосеки Жуки-дровосеки

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

Вокруг света
В начале 20 века водители давили на газ, чтобы… остановиться В начале 20 века водители давили на газ, чтобы… остановиться

Автомобили марки De Dion-Bouton оснащались педалью деселератора

ТехИнсайдер
Дань морскому царю Дань морскому царю

Они были самыми крупными кораблями, затонувшими в российских водах Балтики

Вокруг света
Человечность во всем: как обустроить пространство квартиры по законам эргономики Человечность во всем: как обустроить пространство квартиры по законам эргономики

Сделать жилое пространство удобным и функциональным помогает эргономика

ТехИнсайдер
Палитра красок Палитра красок

Каждый день гармонично сочетать шесть вкусов позволяет комбинация блюд – тхали

Вокруг света
Как избавиться от синдрома самозванца и преуспеть в карьере Как избавиться от синдрома самозванца и преуспеть в карьере

Как распознать синдром самозванца и как от него избавиться

Psychologies
Как перестать бороться с сорняками и превратить врага в союзника Как перестать бороться с сорняками и превратить врага в союзника

Ещё вчера трава была вашим врагом, а сегодня это ваш друг и лучший помощник!

Наука и жизнь
Лимон отмоет что угодно, особенно вместе с водкой: 10 способов использовать лимонный сок в быту Лимон отмоет что угодно, особенно вместе с водкой: 10 способов использовать лимонный сок в быту

Для того, чтобы отмыть весь дом, достаточно купить в магазине десяток лимонов

ТехИнсайдер
Вечность болот Вечность болот

Самые крупные болотистые территории на Земле

Вокруг света
Слепой подводник: что мы знаем о русской выхухоли Слепой подводник: что мы знаем о русской выхухоли

Водяной крот — одно из самых ценных животных нашей страны

Вокруг света
«Археология русского интернета». Телепатия, телемосты и другие техноутопии холодной войны «Археология русского интернета». Телепатия, телемосты и другие техноутопии холодной войны

Отрывок из книги «Археология русского интернета» — о развитии кибернетики в СССР

N+1
Мышь серая Мышь серая

Как сделать интерьер с серыми обоями изысканным, а не мрачным

Лиза
“Королева и ее злая сестра”: трогательный отрывок из новой книги про жизнь Елизаветы II и принцессы Маргарет “Королева и ее злая сестра”: трогательный отрывок из новой книги про жизнь Елизаветы II и принцессы Маргарет

Отрывок из книги “Елизавета и Маргарет. Частная жизнь сестер Виндзор”

VOICE
Решающую роль в вымирании динозавров могли сыграть вулканы. Астероид только усилил их действие Решающую роль в вымирании динозавров могли сыграть вулканы. Астероид только усилил их действие

Что же погубило динозавров?

ТехИнсайдер
Доказано, что жировые клетки могут напрямую Доказано, что жировые клетки могут напрямую

Обнаружен новый путь связи между жировыми клетками и мозгом

ТехИнсайдер
Точка подозрения Точка подозрения

Как современное искусство заставляет смотреть на сексуальное насилие

Weekend
Вот как определить уровень автономности автомобиля: простой способ Вот как определить уровень автономности автомобиля: простой способ

На шкале автономного вождения, состоящей из шести уровней, ваша ласточка есть

ТехИнсайдер
Что такое бессульфатные шампуни и зачем ими пользоваться Что такое бессульфатные шампуни и зачем ими пользоваться

Так ли опасны сульфаты в шампунях и чем их можно заменить

РБК
Почему «мокрые» укладки так популярны и как их правильно делать Почему «мокрые» укладки так популярны и как их правильно делать

Что такое эффект мокрых волос, какие средства использовать для укладки

РБК
5 самых популярных примет, которые имеют под собой реальную основу 5 самых популярных примет, которые имеют под собой реальную основу

Наши предки передавали приметы из поколения в поколение не просто так

Psychologies
Как я победила рак и изменила всю жизнь: откровенная история нашей героини Как я победила рак и изменила всю жизнь: откровенная история нашей героини

Наша героиня рассказала свою историю борьбы с онкологией

VOICE
Названы 15 растений, которые заставят сад благоухать полгода подряд. А вы такие сажаете? Названы 15 растений, которые заставят сад благоухать полгода подряд. А вы такие сажаете?

Немного магии — и участок будет утопать в цветах с апреля по октябрь

Вокруг света
Болезни легких у женщин Болезни легких у женщин

Кто может быть в зоне риска болезни легких и как из нее выйти

Лиза
Жидкое поведение помогло электронам преодолеть фундаментальный предел проводимости Жидкое поведение помогло электронам преодолеть фундаментальный предел проводимости

Физики исследовали разные режимы тока в графеновом резисторе

N+1
Легендарный «панцерфауст»: мифы и факты о немецком чудо-гранатомёте Легендарный «панцерфауст»: мифы и факты о немецком чудо-гранатомёте

Насколько были эффективны немецкие ручные противотанковые гранатометы?

ТехИнсайдер
Физики с помощью нейросети рассчитали квантовый фазовый переход Физики с помощью нейросети рассчитали квантовый фазовый переход

Физики поняли, как работает механизм фазового перехода

ТехИнсайдер
Ожирение и диабет у беременных связали с повышенным риском развития СДВГ у ребенка Ожирение и диабет у беременных связали с повышенным риском развития СДВГ у ребенка

От чего именно зависит вероятность возникновения СДВГ у ребенка?

N+1
Хигураси Хигураси

Анаит Григорян не только посол японской культуры в русскоязычной литературе

Правила жизни
Открыть в приложении