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

Ход конем Ход конем

Приручение лошади стало первым и важнейшим прорывом в истории человечества

Вокруг света
10 самых популярных заблуждений про драгоценности 10 самых популярных заблуждений про драгоценности

Проверь, насколько ты на самом деле разбираешься в золоте и бриллиантах

Maxim
Лабиринт: запутанная история Лабиринт: запутанная история

Самые необычные лабиринты мира – история и тайны

Вокруг света
Маньяк, которого ловили 18 лет: чем откровения Михаила Новоселова шокировали следователей Маньяк, которого ловили 18 лет: чем откровения Михаила Новоселова шокировали следователей

Журналисты прозвали Михаила Новоселова «Бунтарем-некрофилом»

VOICE
Мир наизнанку Мир наизнанку

Брейгель – художник, но слова в его работах играли не только роль названий

Вокруг света
Черкесский экспресс Черкесский экспресс

Зинаида Пронченко о самом обнадеживающем российском фильме

Weekend
Дань морскому царю Дань морскому царю

Они были самыми крупными кораблями, затонувшими в российских водах Балтики

Вокруг света
Топ-10 романтических фильмов о путешествии во времени — любовь творит чудеса! Топ-10 романтических фильмов о путешествии во времени — любовь творит чудеса!

Фильмы о том, что настоящей любви ничто не помеха — даже время!

VOICE
Стихийные отношения Стихийные отношения

Громкие заявления о подъеме уровня океана голландцы не слышат, а видят

Вокруг света
Дела октябрьские Дела октябрьские

8 самых важных дел на дачном участке до наступления серьезных холодов

Лиза
И снова Кипренский И снова Кипренский

Атрибуция каждого произведения Кипренского — настоящее событие

Дилетант
«Я не умею чувствовать и не понимаю эмоций других»: как живут с алекситимией «Я не умею чувствовать и не понимаю эмоций других»: как живут с алекситимией

Алекситимия — неспособность распознавать чужие и собственные чувства

Psychologies
Дюк Д’Окелюс Дюк Д’Окелюс

Среди работ Вильяма Бруй мозг отключается, ты весь становишься сердцем

Seasons of life
Лучшие научно-популярные книги о человеке Лучшие научно-популярные книги о человеке

Пожалуй, ни одно существо на свете наука не изучала так подробно, как человека

ТехИнсайдер
Опасная химия: как гормоны портят твои отношения с мужчиной Опасная химия: как гормоны портят твои отношения с мужчиной

Спойлер: гормоны заставляют тебя делать глупости

VOICE
Хардкор, еще хардкор Хардкор, еще хардкор

12 случаев из сексуальной жизни отечественного экрана в 2010‑х

Weekend
Мать, жена, метростроевка: каким был образ идеальной женщины в советское время Мать, жена, метростроевка: каким был образ идеальной женщины в советское время

Какими были женские визуальные образы в СССР

Forbes
Ученые выяснили, как первой планирующей рептилии удавались фантастические прыжки, которым позавидуют даже акробаты Ученые выяснили, как первой планирующей рептилии удавались фантастические прыжки, которым позавидуют даже акробаты

Как крошечной рептилии удавалось так ловко планировать с дерева не дерево?

ТехИнсайдер
Уйти красиво. Как уволиться с максимальной пользой для себя и других Уйти красиво. Как уволиться с максимальной пользой для себя и других

Отрывок из книги «Дизайн работы мечты»

Inc.
Знаток «Что? Где? Когда?» Дмитрий Авдеенко рассказал, как воспитывает с женой 5-летних тройняшек Знаток «Что? Где? Когда?» Дмитрий Авдеенко рассказал, как воспитывает с женой 5-летних тройняшек

Дмитрий Авдеенко раскрыл секреты воспитания сына и дочерей

VOICE
Открыт уникальный тип марсианского северного сияния: посмотрите, как оно красиво Открыт уникальный тип марсианского северного сияния: посмотрите, как оно красиво

Астрономы по-новому взглянули на удивительное марсианское явление

ТехИнсайдер
Хигураси Хигураси

Анаит Григорян не только посол японской культуры в русскоязычной литературе

Правила жизни
Счастье с детства Счастье с детства

Реконструкция старого детского сада

SALON-Interior
Это уже другая история Это уже другая история

Я уехал в Москву в 2000-м. Через год появились «Звери»

Правила жизни
Новые эластичные генераторы позволяют заряжать станции прямо под водой Новые эластичные генераторы позволяют заряжать станции прямо под водой

Аккумуляторы, которые получают электричество от любого движения

ТехИнсайдер
«Нападки, сарказм и издевательства»: как распознать и искоренить буллинг на работе «Нападки, сарказм и издевательства»: как распознать и искоренить буллинг на работе

Как распознать травлю на работе и как на нее влияет гендер жертвы

Forbes
«Злая сестра Петра I»: почему биографию царевны Софьи пора переосмыслить «Злая сестра Петра I»: почему биографию царевны Софьи пора переосмыслить

Царевна Софья, с ее умом и образованием, могла бы стать неплохой правительницей

Forbes
Что за камень судьбы, на который посадят Карла III во время коронации? Что за камень судьбы, на который посадят Карла III во время коронации?

Что такое коронационный камень?

Maxim
Чем отстирать следы крови от одежды: 5 проверенных лайфхаков для выведения пятен Чем отстирать следы крови от одежды: 5 проверенных лайфхаков для выведения пятен

Если вы поранились и испачкали кровью одежду, не спешите выбрасывать вещи

ТехИнсайдер
«Простуда» ниже пояса «Простуда» ниже пояса

Около половины женщин страдают циститом или другой инфекцией мочевыводящих путей

Лиза
Открыть в приложении