Har du någonsin undrat om det är möjligt att resa med lätt hastighet? Kanske, med den nödvändiga tekniken för att hjälpa oss att uppnå denna hastighet, kan vi en dag flyga till universumets kant och se vad som är bortom det?
Lite teori
Ljusets hastighet i ett vakuum är en konstant som vi vet ganska exakt: till exempel rör sig ljuset med en hastighet av 299,792,458 meter per sekund. Detta är utbredningshastigheten för alla elektromagnetiska fält i ett vakuum, inklusive radiovågor, infraröd, ultraviolett, röntgenstrålning och gammastrålning.
Enligt Einsteins särskilda relativitetsteori kan ingenting resa snabbare än ljus. Under normala förhållanden rör sig ljuset direkt för oss. Vi har till exempel inte tid att se hur fotoner reflekteras från föremål och absorberas av ytor i rummet när ljuset stängs av - det händer så snabbt.
Ljushastigheten i tomt utrymme (vakuum) beror inte på den relativa hastigheten mellan dess källa och observatören. Vissa tror att detta uttalande strider mot sunt förnuft, men det är precis det som har demonstrerats experimentellt. Det mest kända sådana experimentet utfördes av fysikerna Albert Michelson och Edward Morley i slutet av 1800-talet. De fann att ljusets hastighet är densamma i alla riktningar, oavsett om jorden själv rör sig genom rymden.
Albert Michelson.
Kampanjvideo:
Man och hastighet
Folk älskar definitivt hastighet. Eftersom hjulet uppfanns och hastigheten inte längre bestämdes av styrkan i våra ben, ville vi gå snabbare och snabbare. Ju snabbare en person rör sig, desto mer förtjusande blir han (även om det är värt att notera att höga hastigheter för vissa människor är en skrämmande sak). I dag har mänskligheten lyckats utveckla otroligt snabba flygplan, ultrasnabba krigare, supersnabba höghastighetståg och så vidare. Universumet har dock något uppe i ärmen snabbare än någonting vi har uppnått - ljus.
Så kanske några av er en kväll efter en hård dag, sitter med en flaska öl eller en mugg te, undrade hur det skulle vara att röra sig med ljusets hastighet.
Vad händer om vi rör oss med ljusets hastighet
En person som rör sig med ljusets hastighet kommer att uppleva tidsutvidgning. För honom kommer tiden att gå långsammare jämfört med en person som står still. Dessutom kommer deras synfält att förändras kraftigt. För en person som rör sig med ljusets hastighet kommer universum att visas i form av en tunnel framför apparaten där han reser. Tänk på denna spännande idé.
Fram till 1900-talet var världen övertygad om riktigheten i Isaac Newtons åsikter om föremål och allvar. Men på 1900-talet tog ingen annan än Albert Einstein över och förändrade världen för alltid.
Albert Einstein föreläsade i Wien 1921.
Relativitetsteorin, som föreslogs av honom, klargjorde många frågor relaterade till massa och energi. Ekvivalensen mellan massa och energi bevisade att massa och energi är utbytbara, det vill säga en kan förvandlas till en annan - och vice versa. Han föreslog också att det inte finns någon enda standardreferensram. Allt är relativt jämnt tid. Då kom förståelsen för honom att ljusets hastighet är konstant och inte beror på iakttagaren. Således, om en person rör sig med 50% av ljusets hastighet i samma riktning som ljuset, kommer ljusstrålen att se ut på honom samma som för en person som står still.
När det gäller ekvivalensen mellan massa och energi, i ett nötskal, betyder detta att om ett objekt rör sig 10% av ljusets hastighet, kommer dess massa att öka med 0,5% av sin ursprungliga massa. Samtidigt, om ett objekt rör sig med 90% av ljusets hastighet, fördubblas dess massa.
Kan vi resa med ljusets hastighet
Nej, vi kan inte röra oss med lätt hastighet. Poängen är att när man rör sig med ljusets hastighet kommer massan hos ett objekt att öka exponentiellt. Föreställ dig följande: ljusets hastighet är nästan 300 tusen kilometer per sekund, och när ett objekt rör sig med den hastigheten blir massan oändlig. För att flytta detta objekt kommer det därför att ta oändlig energi (kom ihåg likvärdigheten mellan massa och energi), vilket är extremt opraktiskt.
Grovt sagt är det av detta skäl att inget objekt kan röra sig med ljusets hastighet (förutom ljuset självt) eller snabbare.
När det gäller rörelsen nästan med ljusets hastighet, säg 90% av den, då kommer vi att ha intressanta observationer.
Flytta (nästan) med ljusets hastighet
Först och främst kommer en person som rör sig med en sådan hastighet att uppleva tidsutvidgning. Tiden kommer att gå långsammare för honom än för någon som står stilla. Till exempel, om en person rör sig med 90% av ljusets hastighet, då det går 10 minuter för honom, går 20 minuter för en person som står still.
Ett diagram som visar tidens krökning när det närmar sig ljusets hastighet.
Det är värt att nämna de stora förändringarna inom synfältet. För en person som rör sig - varhelst - med 90% av ljusets hastighet, som nämnts ovan, kommer universum att se ut som om han tittar på det genom ett fönster framför sitt rymdskepp. Stjärnorna han närmar sig kommer att vara blå, och de som finns kvar kommer att visas röda. Detta beror på att ljusvågor från stjärnor framför den kommer att klumpa sig ihop, vilket gör att objektet verkar blått, och ljusvågor från stjärnor som är kvar kommer att sträcka och bli röda, vilket orsakar den extrema Doppler-effekten.
Efter att ha övervunnit ett visst märke skulle man kasta ut i mörkret, eftersom våglängderna som faller i hans ögon skulle ligga utanför det synliga spektrumet.
Naturligtvis, även med alla opraktiska och hinder som är förknippade med att resa med ljusets hastighet (eller nära), skulle detta definitivt vara ett annat äventyr.
Vladimir Guillen