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

Почему пароход был «философским»? Почему пароход был «философским»?

Почему пароход был философским и что собой вообще представляла русская философия

Дилетант
«Мода — для дураков»: что стоит за отрицанием трендов «Мода — для дураков»: что стоит за отрицанием трендов

Что стоит за демонстративным нежеланием одеваться по моде

Psychologies
Новый мир в штате Чьяпас Новый мир в штате Чьяпас

Жизнь революционных сапатистов

Вокруг света
Как убедить партнера попробовать что-то новое в постели Как убедить партнера попробовать что-то новое в постели

Как разнообразить сексуальную жизнь, не задев друг друга?

Psychologies
Жуки-дровосеки Жуки-дровосеки

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

Вокруг света
«Работаю над тем, чтобы принять форму груши»: за что мир полюбил Селесту Барбер «Работаю над тем, чтобы принять форму груши»: за что мир полюбил Селесту Барбер

Селеста Барбер — блогер, прославившаяся пародиями на интернет-красавиц

Forbes
Дань морскому царю Дань морскому царю

Они были самыми крупными кораблями, затонувшими в российских водах Балтики

Вокруг света
Готовимся к зиме: 7 продуктов с повышенным содержанием меди для укрепления иммунитета Готовимся к зиме: 7 продуктов с повышенным содержанием меди для укрепления иммунитета

Что такого съесть, чтобы укрепить иммунитет?

ТехИнсайдер
И снова Кипренский И снова Кипренский

Атрибуция каждого произведения Кипренского — настоящее событие

Дилетант
Почему появляются белые пятна на ногтях и что с этим делать Почему появляются белые пятна на ногтях и что с этим делать

Почему возникают белые пятна на ногтях?

РБК
Стойкие ровесники Стойкие ровесники

Эти конструкции были построены в 1861 году и сохранились до наших дней

Вокруг света
Что мы имеем в виду, когда говорим «sexy» Что мы имеем в виду, когда говорим «sexy»

Телесность и сексуальность в пространстве моды

Weekend
Первые в мире сиамские близнецы, у которых на двоих был 21 ребенок: как они жили и работали Первые в мире сиамские близнецы, у которых на двоих был 21 ребенок: как они жили и работали

Именно после их истории появилось выражение «сиамские близнецы»

ТехИнсайдер
Против рака: могут ли витамины и пищевые добавки предотвратить онкологические заболевания Против рака: могут ли витамины и пищевые добавки предотвратить онкологические заболевания

Есть ли связь между рационом и вероятностью развития рака?

ТехИнсайдер
Где проезжает поезд по Транссибирской магистрали? Главные остановки Где проезжает поезд по Транссибирской магистрали? Главные остановки

Главные города Транссибирской магистрали

ТехИнсайдер
Прозаичная смерть: как погиб великий Чингисхан и есть ли в мифах зерно истины Прозаичная смерть: как погиб великий Чингисхан и есть ли в мифах зерно истины

Существуют множество легенд о том, как умер Чингисхан

ТехИнсайдер
«Первыми, кто начал требовать хлеба, были женщины»: историк о советской экономике «Первыми, кто начал требовать хлеба, были женщины»: историк о советской экономике

О том, как в советское время люди покупали и «доставали» редкие вещи

Forbes
5 российских и советских остросюжетных фильмов про танки 5 российских и советских остросюжетных фильмов про танки

Художественные фильмы про легендарные советские танки

ТехИнсайдер
Археологи уточнили хронологию памятника Сунгирь Археологи уточнили хронологию памятника Сунгирь

Взрослый мужчина Сунгирь-1 умер около 33340–35140 лет назад

N+1
Один на один Один на один

Кризисы случаются во всех сферах, и едва ли не в первую очередь – в отношениях

Лиза
Правильная осанка Правильная осанка

Правильная осанка – это условный рефлекс, и его надо вырабатывать

Здоровье
Дар речи. Как развивать речевые навыки у детей Дар речи. Как развивать речевые навыки у детей

Стоит ли беспокоиться, если ребенок не говорит до двух лет

СНОБ
Солитерная диета: как с помощью глистов худели викторианские красавицы и современные звезды Солитерная диета: как с помощью глистов худели викторианские красавицы и современные звезды

"Боже, помоги — Дьявол желает мне разжиреть"

ТехИнсайдер
Американский космизм Американский космизм

В США показывают самое большое в мире произведение современного искусства

Weekend
Лавандовый рай Лавандовый рай

Вилла в стиле прованс на Лазурном Берегу

SALON-Interior
Байки с охоты: утиные истории Байки с охоты: утиные истории

Как говорят опытные люди, «добрый охотник из тебя выйдет — врешь складно»

Maxim
Корейские семейные саги и британские детективы: новые сериалы, которые стоит увидеть Корейские семейные саги и британские детективы: новые сериалы, которые стоит увидеть

Интриги, семейные истории, детективы — сериалы, которые вас увлекут

Forbes
Рестораны Рестораны

Выделив несколько самых ярких тенденций года, мы назвали их лидеров

Robb Report
Пять книг, которые (возможно) помогут ненадолго отвлечься от происходящего Пять книг, которые (возможно) помогут ненадолго отвлечься от происходящего

Книги, которые могут слегка заглушить боль и панику

Правила жизни
Почему не хочется секса и что делать, если пропало либидо? Почему не хочется секса и что делать, если пропало либидо?

Почему у нас пропадает влечение к партнеру или интерес к сексу?

Правила жизни
Открыть в приложении