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

Мир наизнанку Мир наизнанку

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

Вокруг света
Синдром Плюшкина. Как справиться с патологическим накопительством Синдром Плюшкина. Как справиться с патологическим накопительством

Хординг, который неофициально называют синдромом Плюшкина, – это расстройство

Лиза
Вечность болот Вечность болот

Самые крупные болотистые территории на Земле

Вокруг света
Будни блэкаута: можно ли выжить в городе без электричества? Будни блэкаута: можно ли выжить в городе без электричества?

Мы задумались: а что происходит с мегаполисом, лишенным электричества?

Maxim
Всемирный фарватер Всемирный фарватер

Как люди путешествовали, когда не было авиасообщения

Вокруг света
Ученые нашли нейроны головного мозга, которые измеряют положение и перемещение в пространстве Ученые нашли нейроны головного мозга, которые измеряют положение и перемещение в пространстве

Какую роль играет гиппокамп в навигационной системе мозга?

ТехИнсайдер
Дань морскому царю Дань морскому царю

Они были самыми крупными кораблями, затонувшими в российских водах Балтики

Вокруг света
Ученые впервые вырастили синтетический микробиом человека Ученые впервые вырастили синтетический микробиом человека

Можно ли воссоздать микробиом человека с нуля?

ТехИнсайдер
Белых пятен больше нет Белых пятен больше нет

Десять удивительных географических объектов, открытых в XX и XXI веке

Вокруг света
Охота к перемене мест Охота к перемене мест

У нас в стране есть фантастические места, где интересно и по-осеннему красиво

Лиза
Эмиграция, старая и новая Эмиграция, старая и новая

«Старая русская эмиграция приняла нас тепло»

Дилетант
Почему алкоголь сильнее влияет на женщин, чем на мужчин Почему алкоголь сильнее влияет на женщин, чем на мужчин

Почему влияние алкоголя на людей так отличается?

ТехИнсайдер
Наталья Гордиенко Наталья Гордиенко

Наталья Гордиенко рассказала о первой авторской песне и конкуренции в шоубизе

ЖАРА Magazine
Чистокровный Чистокровный

Чистокровный люксовый кроссовер

Автопилот
Происхождение современных англичан смоделировали из трех предковых компонент Происхождение современных англичан смоделировали из трех предковых компонент

В постримское время в Англии оказались группы, генетически близкие к франкам

N+1
MacBook против ноутбука на Windows: как выбрать между ними? MacBook против ноутбука на Windows: как выбрать между ними?

Дебаты о MacBook и ноутбуках на Windows ведутся десятилетиями

ТехИнсайдер
6 мифов об отношениях, в которые все еще верят женщины: рассказывают мужчины 6 мифов об отношениях, в которые все еще верят женщины: рассказывают мужчины

Мужчины рассказывают, что, в их представлении, подтолкнет к расставанию

Psychologies
Рисунки на живом холсте Рисунки на живом холсте

Как Старый Свет знакомился с «диким искусством» татуировки

Y Magazine
Как искать работу, если вам больше 45 лет Как искать работу, если вам больше 45 лет

Почему людей старше 45 неохотно приглашают на собеседования

Psychologies
Дебош в похоронном бюро, столпотворение в Париже и прощание с Дианой: самые дорогие, масштабные и экстравагантные похороны за последние 150 лет Дебош в похоронном бюро, столпотворение в Париже и прощание с Дианой: самые дорогие, масштабные и экстравагантные похороны за последние 150 лет

Самые массовые и экстравагантные церемония прощания

Правила жизни
Забыть и жить дальше: ученые нашли фермент, который контролирует травматические воспоминания Забыть и жить дальше: ученые нашли фермент, который контролирует травматические воспоминания

Открытие, которое поможет в лечении пациентов с ПТСР и другими расстройствами

Вокруг света
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
8 атмосферных книг и фильмов о любви к чтению, о которых вы могли даже не слышать 8 атмосферных книг и фильмов о любви к чтению, о которых вы могли даже не слышать

8 атмосферных книг и фильмов о любви к чтению, которая порой меняет жизни

Вокруг света
Пусть пробуждение будет приятным Пусть пробуждение будет приятным

Почему мы иногда просыпаемся с болью в спине, шее, ногах, а то и во всем сразу?

Лиза
Записки отельера: история о любви во всех проявлениях и выборе между долгом и собой Записки отельера: история о любви во всех проявлениях и выборе между долгом и собой

Это история без морали, но жизни, какая она есть

Правила жизни
Микропенис и проблемы с яичками: чем на самом деле болел Гитлер Микропенис и проблемы с яичками: чем на самом деле болел Гитлер

Гитлер умудрился сорвать настоящий джек-пот из патологий

ТехИнсайдер
Ярко-красная Бетельгейзе была желтой звездой еще 2000 лет назад Ярко-красная Бетельгейзе была желтой звездой еще 2000 лет назад

Как менялся цвет одной из самых ярких и самых знаменитых звезд на небе

ТехИнсайдер
Езда на горящем велосипеде: как устроено современное материнство Езда на горящем велосипеде: как устроено современное материнство

Как реагировать на то, что в саду все девочки всегда снежинки

Forbes
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
«Вы теряете навыки, оставаясь на одном месте»: эйчар рассказала, как часто надо менять работу «Вы теряете навыки, оставаясь на одном месте»: эйчар рассказала, как часто надо менять работу

Почему айтишники часто переходят из компании в компанию?

VC.RU
Открыть в приложении