Ljushastigheten är en av de viktigaste konstanterna i fysiken. Den danska astronomen Olaf Roemer uppskattade först ljusets hastighet 1676. Men forskaren som konstaterade att det var lätt som sätter den övre gränsen för den uppnåliga hastigheten i vårt universum, lika med nästan 300 000 kilometer per sekund, var exakt Albert Einstein. Och ändå, enligt samma Einstein-teori, är allt i detta universum relativt, inklusive rörelse. Detta i sin tur tvingar oss att ställa en helt logisk fråga: vad är hastigheten på den fullständiga motsatsen till ljuset - mörker?
Vi är långt ifrån de första som ställde denna fråga, men Gizmodo-portalen bestämde sig för att gå djupare in i den och vid detta tillfälle vände sig till en av de mest respekterade och berömda forskarna, forskarna, teoretikerna, experter på svarta hål och kvantefysik. Intressant nog har de alla ingen konsensus om denna fråga. Vissa tror att mörker kan ha samma hastighet som ljus. Andra tror att det kan vara oändligt långsammare. Ytterligare andra är säkra på att allt kommer att bero på den synvinkel som du tittar på den här frågan.
George Masser
Redaktör för Scientific American och Nautilus tidskrifter, författare till Creepy Action på avstånd: A Phenomenon Redefining Space and Time. Betydelsen av fenomenet i Black Hole Theory, The Big Bang Theory och Theory of Everything, samt The Complete Guide to String Theory for Idiots
”Mörkets hastighet? Det enklaste svaret är att mörkerhastigheten är lika med ljusets hastighet. Stäng av solen och vår himmel blir mörk åtta minuter efter denna punkt. Men det är ett tråkigt svar! Nej verkligen! För det första, vad vi brukade kalla för "ljusets hastighet" är utbredningshastigheten, och detta är inte alltid den avgörande faktorn. En skugga som faller på ett landskap kastas av föremål. Och dessa objekts egenhet, liksom avståndet från dem, kommer att avgöra hur snabbt det kommer att falla.
Exempelvis lyser en roterande fyrstrålkastare sin omgivning med jämna mellanrum. Emellertid ökar den relativa fördunklningen av miljön med ökande avstånd till själva fyren. Om du rör dig tillräckligt långt från fyren, kommer skuggan att ta dig snabbare än ljusets hastighet. Samma sak händer till exempel med neutronstjärnor i rymden. Med andra ord, i detta fall innebär ljusets hastighet bara en försening. Även om fyren riktas direkt mot dig ser du inte ljuset omedelbart utan med viss försening. Detta kommer dock inte på något sätt att påverka händelseförloppet som du kommer att se på din plats.
Kampanjvideo:
Men finns det till och med något som mörker? Mer exakt finns det ett koncept, men finns det ett fenomen i sig? Även om du "stänger av" solen kommer jorden inte att dyka ut i fullständigt ogenomträngligt mörker. Ljus från stjärnor, nebulosor och till och med Big Bang själv kommer att belysa din himmel i detta fall. Planeten själv och allt på den, inklusive våra kroppar, avger också ljus. Och det kommer att synas i det infraröda. Även om du på något sätt hittade ett sätt att "stänga av" solen, även då den kommer att avge en viss glödnivå nästan för evigt. För ditt århundrade och under många århundraden framöver kommer det att räcka med säkerhet. Det är, så länge vi har möjlighet att se, kommer vi att se. Ingen optisk sensor kan upptäcka fullständigt mörker, för även om det inte finns några ljuskällor i närheten,de tillgängliga kvantfluktuationerna ger också mycket ljusa ljusblinkar. Eller ta svarta hål - det mörkaste av de påstådda föremålen. Till och med de kan släppa ut en viss procentandel av ljus, enligt vissa teorier. I fysik, till skillnad från sfären av interpersonliga relationer, "erövrar" alltid mörker.
Mörker är inte en fysisk kategori utan snarare ett relativt tillstånd. Inte ens det. Detta är en subjektiv uppfattning om staten. Fotoner kan eller inte reflekteras, näthinneceller kan utlösa minnesprocesser, men de kan inte förklara den subjektiva känslan av mörker, precis som vågor inte kan representeras av något mer än vår upplevelse av att observera färg eller ljud. Vår subjektiva upplevelse förändras då och då, men enskilda delar av denna upplevelse ligger utanför tiden. Och i den meningen kan vi säga att mörkret i sig inte har fart.
Vad är hastighet i allmän mening? Och existerar det alls? Det förutsätter förekomsten av ett visst utrymme där det kan mätas. Men många forskare som arbetar med kvantefysik - en värld där de vanliga begreppen i vanlig fysik ofta blir värdelösa - tror att rymden i sig är ett derivat av en mer grundläggande verklighetsnivå, där det inte finns sådana begrepp som position, avstånd eller samma fart.
Avi Loeb
Professor i astrofysik vid Harvard University, grundare av Black Hole Initiative (BHI)
”Mater som lockas till mitten av det svarta hålet når en hastighet nära ljusets hastighet. Allt som faller inom den så kallade black hole-händelseshorisonten har inget sätt att fly. Till och med ljus är för evigt tätat inom händelseshorisonten. Med detta i åtanke kan svarta hål ses som ett slags fängelser av evigt mörker. Men detta är inte fallet.
En stjärna som solen kan spagettiseras i en gasström om den passerar bredvid ett massivt svart hål, som den i mitten av vår Vintergalax, vars massa är 6 miljarder solmassor.
Men när man faller i ett svart hål kan materien skapa friktion med varandra och värmas upp. Slutresultatet av denna friktion är strålning. Om accretionshastigheten (processen för massökning) är tillräckligt hög, kommer trycket på den utgående strålningen potentiellt att kunna rädda ytterligare omgivande material från att falla. Många av de mest massiva svarta hålen i universum, med massan av miljarder solar, har de högsta möjliga åtdragningsgraden."
Neil DeGrasse Tyson
Astrophysicist, doktorsexamen i fysik, författare, populariserande av vetenskap, chef för Hayden Planetarium på American Museum of Natural History på Manhattan. Värd för den populära vetenskapsserien "Space: Space and Time"
”Mörkets hastighet betyder … Med tanke på att mörkret i sig är resultatet av ljusets upphörande? Om ljusets hastighet representeras av en konstant, är mörkerhastigheten exakt motsatt konstant för ljusets hastighet. Om ljus är en vektor, det har storlek och riktning, då … om det är negativt, kommer vi att prata om dess motsatta riktning. Mörket i detta fall är motsatt riktning, inte direkt. Jag skulle säga att mörkret har motsatt negativt värde för ljusets hastighet."
Sara Caudill
Doktorsexamen från Leonard E. Parker Center for the Study of Gravity, Cosmology and Astrophysics, University of Wisconsin-Milwaukee
”Svarthålens gravitationskraft är så stor att till och med ljus inte kan undkomma den när den kommer in i radien för sin händelseshorisont - osynliga gränser som skapar en punkt utan återgång. Eftersom svarta hål har en så stark tyngdkraft kommer observationer gjorda utanför detta starka gravitationsfält att påverkas av effekten av tidsutvidgningen.
Anta att det långt ifrån det svarta hålet finns en utomhusobservatör som ser ett lysande föremål falla i det svarta hålet. Ur observatörens synvinkel kommer detta lysande objekt först att sakta ner sin hastighet och sedan "gå ut" och bli så svag att det blir omöjligt att se det. Observatören kommer inte ens att kunna se hur objektet passerar gränsen till händelseshorisonten.
Om vi tittar på situationen ur ämnet som faller i detta svarta hål. Föreställ dig nu ett svart hål omgiven av ett moln med glödande gas. Detta moln bildades av en stjärna som rivits ihop och passerade för nära detta svarta hål. Detta gasmoln kommer att visas som en platt platta skiva, även kallad en ackretionsskiva. Så den här skivans gas absorberas så småningom helt av det svarta hålet, men detta kommer inte att hända omedelbart.
Faktum är att det finns en hastighetsgräns, som beror på tryckkraften för strålningen av den uppvärmda gasen, som kommer att motstå verkan av den inre tyngdkraften hos det svarta hålet själv. I slutändan, så snart all gas absorberas av det svarta hålet, kommer dess storlek att öka. Om vi till exempel tar ett svart hål, vars ursprungliga massa kommer att vara tio gånger massan av vår sol, och hastigheten för dess massanslutning kommer att nå sin maximala gräns (den så kallade Eddington-gränsen), kommer om cirka en miljard år massan av detta svarta hål att nå en massa på 100 miljoner tider som överskrider massan av vår sol”.
David Reice
Vetenskaplig handledare av laserinterferometrisk gravitationsvågobservatorium (LIGO)
”I grund och botten kommer allt att bero på om du är frågan som tas upp av det svarta hålets ändlösa avgrund, eller om du är tillräckligt långt ifrån scenen och är en impassiv iakttagare av händelsen av att någon eller något annat faller i just denna avgrund. Om du är otur och du är i första hand är hastigheten mycket hög. Vi kommer troligtvis att prata om indikatorer nära ljusets hastighet.
Om du befinner dig på platsen för det andra och är tillräckligt långt ifrån det svarta hålet, kommer hastigheten med vilken materia kommer att absorberas av det svarta hålet att tyckas märkbart minskas på grund av effekten av gravitationstidsutvidgningen. Enligt honom går "klockan" under påverkan av gravitationsfältet långsammare, och under påverkan av ett mycket starkt gravitationsfält - ännu långsammare, vilket kommer att vara sant just när det gäller svarta hålets händelseshorisont.
Långt nog menar jag att i ditt lokala koordinatsystem kommer du att förbli stillastående i förhållande till det svarta hålet (det vill säga du kommer inte att lockas till det) och ditt lokala tidssystem kommer inte att påverkas av det svarta hålets gravitationsfält. I det här fallet, för en person utanför påverkan av det svarta hålet, verkar det som om föremålet eller materien kommer att flytta till händelseshorisonten för det svarta hålet under en oändligt lång tid.
Nyayesh Afshordi
Astrofysiker vid Institutionen för fysik och astronomi vid University of Waterloo och chef för avdelningen för kosmologi och tyngdekraft vid Perimeter Institute for Theoretical Physics i Kanada
”Jag tror att hastigheten på” mörker”är oändlig! I klassisk fysik, under det allmänna begreppet rymdmörket, kan bara ett tomt vakuum övervägas. Tack vare kvantmekaniken vet vi dock att det faktiskt inte finns något mörker och tomt utrymme. Även om det verkar som om det inte finns några ljuskällor som vi kunde se, kan den här källan vara fluktuationer i elektromagnetiska fält. Till och med inom gravitationsvågorna som skär igenom rymden och upptäckts av LIGO-laboratoriet först nyligen, måste dessa kvantfluktuationer vara närvarande.
Problemet är att tyngdkraften i detta kvantrimpel är oändlig. Med andra ord finns det för närvarande ingen övertygande teori om kvanttyngd som de flesta forskare skulle hålla med om. Det nödvändiga svaret på frågan kan vara dold i själva möjligheten att hastigheten "mörker", det vill säga kvantkrimporna når ett oändligt värde (eller blir godtyckligt stort), särskilt på små skalor och under en kort tidsperiod. Naturligtvis är detta bara ett antagande, men det verkar för mig att detta är ett effektivt sätt att förstå principen och essensen i Big Bang, svarta hål, mörk energi och kvanttyngd."
NIKOLAY KHIZHNYAK
