5 минут о теории относительности
Что будет, если разогнаться до скорости света и полететь рядом с лучом? Можно ли при этом увидеть «застывшую волну»? Зависит ли масса объекта может зависеть от скорости? Обо всем этом в новом выпуске «5 минут о».
Всем привет! Я – Маша Осетрова, и сегодня я немного расскажу вам о том, что скрывается за, возможно, самым популярным уравнением в истории: E = m*c2.
Работу, или, правильнее сказать, — размышления — над теорией относительности Альберт Эйнштейн начал еще в шестнадцатилетнем возрасте. Тогда воображение подсказало ему живую картинку, которая в конечном счете привела к возникновению специальной теории относительности.
На тот момент было известно, что свет представляет собой волну, и молодой Альберт спрашивал себя: “Что будет, если разогнаться до скорости света и полететь рядом с лучом. Можно ли при этом увидеть «застывшую волну»? Здравый смысл и опыт, а самое главное, — фундаментальные уравнения Максвелла, указывали на невозможность такой ситуации.
Для того, чтобы нагляднее представить себе, что происходит при движении с околосветовой скоростью, автор книги «Космос Эйнштейна» Митио Каку предлагает рассмотреть такой пример. Представьте, что преспокойно дежуривший на своем посту полицейский, заметив злостного нарушителя скорости, пустился за ним в погоню. Допустим при этом, что и нарушитель, и служитель закона способны передвигаться со скоростью света.
Наблюдая за эффектной погоней со стороны, мы увидим, что полицейский, как следует разогнавшись, двигается вровень с нарушителем и вот-вот его нагонит. Но, странное дело, с позиции полицейского эта история будет звучать совершенно иначе: по его мнению, как он ни старался, ему не удавалось нисколько приблизиться к нарушителю, оставлявшему полицейского далеко позади.
Для Эйнштейна именно этот спор в свое время представлял главную, мучительную загадку: как так может быть, чтобы два человека видели одно и то же событие настолько по-разному? Если скорость света и правда представляет собой природную константу, то как может наблюдатель утверждать, что полицейский шел почти вровень с нарушителем, а сам полицейский — клясться, что не сумел даже приблизиться к нему?
Как обычно бывает в таких случаях, разрешить проблему гению удалось в совершенно неожиданный момент. Однажды, возвращаясь домой от своего друга на автобусе, Эйнштейн смотрел на знаменитую башню с часами, возвышающуюся над городом Берном, в котором тогда жил ученый. Он представил себе, что произойдет, если вдруг автобус разгонится до скорости света и начнет уноситься прочь от башни.
Тут-то он понял, что в такой ситуации часы на башне показались бы ему остановившимися, поскольку свет от них не смог бы догнать автобус, но что его собственные часы в автобусе шли бы совершенно нормально. Ответ на мучивший его вопрос оказался простым и элегантным: время в разных точках Вселенной может идти с разной скоростью в зависимости от того, как быстро вы движетесь.
В конце 1905 г. Эйнштейн написал небольшую статью, которой суждено было изменить мировую историю. В ней он сумел показать, что масса объекта увеличивается тем сильнее, чем быстрее он движется. Это означает, что энергия движения каким-то образом трансформируется в увеличение массы объекта. Математически именно этот факт записывается простым выражением: E = mc2.
Стоит отметить, однако, что в современной терминологии ученые стараются избегать формулировки, указывающей на то, что масса объекта может зависеть от скорости.
Научное сообщество прониклось идеями Эйнштейна далеко не сразу, поначалу встретив новую теорию оглушительным молчанием. Только со временем выдающиеся ученые того времени постепенно обратили свое внимание на теорию относительности. К примеру, идея фундаментальности скорости света как мировой константы заинтересовала одного из отцов квантовой теории Макса Планка.
Его привлекала некоторая симметрия идеи: по мнению ученого, две константы — постоянная Планка и скорость света — обозначили границы территории, на которой действовали «здравый смысл» и ньютонова физика. Крайне маленькая постоянная Планка и огромная скорость света ограждают нас от квантового мира и космического мира с его чуднЫми законами.
Конечно, формулировка специальной теории относительности, посвященной движению со скоростями, близкими к скорости света, вызвала множество вопросов. Было придумано множество парадоксов, иллюстрирующих странную природу СТО. Помимо всем известного парадокса близнецов, один из которых улетает от Земли на ракете, возник, к примеру, парадокс размещения более длинного предмета внутри более короткого. Его иллюстрируют поимкой трехметрового тигра в метровую клетку. Обычно это невозможно, но если тигр движется достаточно быстро, можно подгадать момент, когда он сожмется достаточно для того, чтобы уместиться в клетке.
На самом деле, эти парадоксы, конечно, мнимые, и почти все их легко разрешить с использованием двух приемов: во-первых, всегда нужно принимать в расчет сопутствующее искажению пространства искажение времени; а во-вторых, сравнение объектов всегда нужно проводить в единой системе отсчета (какими бы разными объекты ни казались в своих системах, сведение в одну систему отсчета, как правило, помогает разрешить парадокс).
На этом все, читайте умные книги, не превышайте скорость света, читайте портал «Чердак» и смотрите следующий выпуск, в котором я расскажу вам о квантовой случайности.
Анастасия Тмур
Как разогнаться до скорости света
https://ria.ru/20210310/kosmos-1600617948.html
Ученые придумали, как преодолеть скорость света при космических полетах
Ученые придумали, как преодолеть скорость света при космических полетах — РИА Новости, 10.03.2021
Ученые придумали, как преодолеть скорость света при космических полетах
Астрофизик из Геттингенского университета Эрик Ленц предложил теоретическое решение для создания так называемых варп-двигателей, разгоняющих космические корабли РИА Новости, 10.03.2021
2021-03-10T14:45
2021-03-10T14:45
2021-03-10T14:45
технологии
космос — риа наука
математика
МОСКВА, 10 мар — РИА Новости. Астрофизик из Геттингенского университета Эрик Ленц предложил теоретическое решение для создания так называемых варп-двигателей, разгоняющих космические корабли до скоростей, превышающих скорость света. Такой двигатель, если он будет создан, позволит долететь до ближайшей звезды и вернуться обратно за считанные годы вместо десятков тысяч лет. Статья опубликована в журнале Classical and Quantum Gravity.Варп-двигатель, или двигатель искривления — вымышленный элемент космических аппаратов, описанный во многих научно-фантастических произведениях. Предполагается, что звездолеты, оснащенные таким двигателем, перемещаются в пространстве со скоростью, превышающей скорость света, и таким образом преодолевают межзвездные расстояния за приемлемое для одного поколения людей время.Чисто теоретически такое сверхсветовое перемещение возможно, если создать перераспределение темной энергии в охватывающем корабль космическом пространстве, чтобы позади корабля был ее избыток, а спереди — область отрицательной энергии. Но, во-первых, о темной энергии на сегодняшний день практически ничего не известно, а во-вторых, исходя из общей теории относительности Эйнштейна, перераспределение огромного количества гипотетических частиц материи, обладающей экзотическими свойствами, потребует гигантского количества энергии.Новое исследование, проведенное в Геттингенском университете, позволяет обойти эти проблемы с помощью нового класса сверхбыстрых устойчивых одиночных волн — солитонов, созданных только за счет источников с положительной энергией. Никаких «экзотических» отрицательных плотностей энергии для этого не требуется.Автор исследования доктор Эрик Ленц (Erik Lentz) описывает теоретически возможные конфигурации кривизны пространства-времени, организованные в солитоны, или «пузыри искривления» — компактные волны, которые, сохраняя свою форму, могут двигаться с любой скоростью. Помещенный внутрь такого пузыря космический корабль будет перемещаться вместе с самим солитоном.По расчетам ученого, если бы можно было выработать достаточно энергии, путь до ближайшей звезды Проксима Центавра внутри пузыря искривления занял бы всего четыре года. Для сравнения, при нынешних ракетных технологиях время такого путешествия составит более 50 тысяч лет. При этом все уравнения, использованные автором исследования, основаны на традиционной физике.Ленц вывел уравнения Эйнштейна — Максвелла для неизученных солитонных конфигураций и обнаружил, что измененная геометрия пространства-времени может быть сформирована таким образом, чтобы работать даже с обычными источниками энергии. По сути, новый метод использует саму структуру пространства и времени, организованную в солитон, чтобы обеспечить решение проблемы сверхсветового путешествия.Кроме того, солитоны Ленца сконфигурированы так, чтобы минимизировать действие приливных сил, так что течение времени внутри и снаружи пузыря совпадает. Это позволяет избежать так называемого «парадокса близнецов», согласно которому один близнец, путешествующий со скоростью, близкой к скорости света, будет стареть намного медленнее другого, оставшегося на Земле.»Эта работа переместила проблему путешествий со скоростью, превышающей скорость света, на один шаг из области теоретических исследований фундаментальной физики к инженерным наукам, — приводятся в пресс-релизе Геттингенского университета слова ученого. — Следующим шагом будет выяснение того, как снизить астрономическое количество необходимой энергии до диапазона сегодняшних технологий, таких как ядерная силовая установка, работающая на цепной реакции деления. Тогда можно будет говорить о создании первых прототипов».В настоящее время количество энергии, требуемой для этого нового типа космической силовой установки, по-прежнему огромно.
Ученые рассказали, можно ли путешествовать во времени, превысив скорость света
Мы видели такое в кино про Супермена. Стоит попробовать повторить?
Эксперты рассказали, можно ли путешествовать во времени, как это сделал Супермен. В фильме 1978 года Супермен возвращается в прошлое, облетая земной шар со скоростью, превышающей скорость света (299 792 458 м/с). Пока человечество даже близко не подошло к этой скорости: самый быстрый рукотворный объект, космический зонд, двигался со скоростью «всего» 150 км/с. Но при дальнейшем техническом прогрессе возможно ли перемещаться быстрее скорости света и, таким образом, путешествовать во времени? На этот вопрос для портала Science Alert ответили шестеро экспертов в области астрофизики, астрономии и физики. Теория относительности Эйнштейна гласит, что время не абсолютно — оно относительно. Эксперимент Хафеле — Китинга 1971 года показал, что часы, которые находились на самолете, летящем на высокой скорости, отставали от часов, оставшихся на земле. Совсем недавно было обнаружено, что точные атомные часы работают с разной скоростью, когда одни движутся относительно других. Это явление называется замедлением времени. Доктор Шон Мэтт, эксперт по астрономии и астрофизике из Университета Эксетера в Великобритании, пояснил: «Если путешествовать со скоростью, близкой к скорости света, время будет вести себя иначе, чем мы привыкли, и, таким образом, можно двигаться вперед во времени быстрее. Так что теоретически возможно отправиться в будущее, но нельзя вернуться». Однако все эксперты сошлись во мнении, что невозможно путешествовать быстрее скорости света. Доктор Эрик Титли, эксперт по астрономии и астрофизике из Эдинбургского университета, рассказал: «Совершенно очевидно, что ни один объект не может двигаться быстрее скорости света. С внешней точки зрения любая дополнительная энергия, прилагаемая к телу, чтобы превысить скорость света, просто асимптотически ускоряет его до скорости света». Ни один объект не может двигаться быстрее скорости света, потому что, когда объекты движутся быстрее, они становятся тяжелее. Следовательно, только свет может путешествовать со скоростью света, потому что у него нет массы. Вывод: путешествие на очень высокой скорости может изменить ваше восприятие времени, но путешествие во времени благодаря превышению скорости света, к сожалению, невозможно.
Блогер поспорил с физиком на $10 000, что ветряная машина может двигаться вдвое быстрее, чем дует ветер, и выиграл пари
Физики объяснили, как кротовые норы могут существовать в реальности
На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации
Давайте разберемся: почему ничто не может быть быстрее света?
В сентябре 2011 года физик Антонио Эредитато поверг мир в шок. Его заявление могло перевернуть наше понимание Вселенной. Если данные, собранные 160 учеными проекта OPERA, были правильными, наблюдалось невероятное. Частицы — в этом случае нейтрино — двигались быстрее света. Согласно теории относительности Эйнштейна, это невозможно. И последствия такого наблюдения были бы невероятными. Возможно, пришлось бы пересмотреть самые основы физики.
Может ли что-то двигаться быстрее скорости света?
Результаты эксперимента OPERA
Хотя Эредитато говорил, что он и его команда были «крайне уверены» в своих результатах, они не говорили о том, что данные были совершенно точными. Напротив, они попросили других ученых помочь им разобраться в том, что происходит.
В конце концов, оказалось, что результаты OPERA были ошибочными. Из-за плохо подключенного кабеля возникла проблема синхронизации, и сигналы с GPS-спутников были неточными. Была неожиданная задержка в сигнале. Как следствие, измерения времени, которое потребовалось нейтрино на преодоление определенной дистанции, показали лишние 73 наносекунды: казалось, что нейтрино пролетели быстрее, чем свет.
Несмотря на месяцы тщательной проверки до начала эксперимента и перепроверку данных впоследствии, ученые серьезно ошиблись. Эредитато ушел в отставку, вопреки замечаниям многих о том, что подобные ошибки всегда происходили из-за чрезвычайной сложности устройства ускорителей частиц.
Что может двигаться быстрее света
Почему предположение — одно только предположение — что нечто может двигаться быстрее света, вызвало такой шум? Насколько мы уверены, что ничто не может преодолеть этот барьер?
Скорость света в вакууме составляет около 300 000 километров в секунду
Давайте сначала разберем второй из этих вопросов. Скорость света в вакууме составляет 299 792,458 километра в секунду — для удобства, это число округляют до 300 000 километров в секунду. Это весьма быстро. Солнце находится в 150 миллионах километров от Земли, и свет от него доходит до Земли всего за восемь минут и двадцать секунд.
Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.
Может ли какое-нибудь из наших творений конкурировать в гонке со светом? Один из самых быстрых искусственных объектов среди когда-либо построенных, космический зонд «Новые горизонты», просвистел мимо Плутона и Харона в июле 2015 года. Он достиг скорости относительно Земли в 16 км/c. Намного меньше 300 000 км/с.
Тем не менее у нас были крошечные частицы, которые двигались весьма быстро. В начале 1960-х годов Уильям Бертоцци в Массачусетском технологическом институте экспериментировал с ускорением электронов до еще более высоких скоростей.
Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, их можно разгонять — точнее, отталкивать — применяя тот же отрицательный заряд к материалу. Чем больше энергии прикладывается, тем быстрее разгоняются электроны.
Можно было бы подумать, что нужно просто увеличивать прилагаемую энергию, чтобы разогнаться до скорости в 300 000 км/с. Но оказывается, что электроны просто не могут двигаться так быстро. Эксперименты Бертоцци показали, что использование большей энергии не приводит к прямо пропорциональному увеличению скорости электронов.
Что может изменить скорость движения электронов
Вместо этого нужно было прикладывать огромные количества дополнительной энергии, чтобы хоть немного изменить скорость движения электронов. Она приближалась к скорости света все ближе и ближе, но никогда ее не достигла.
Представьте себе движение к двери небольшими шажочками, каждый из которых преодолевает половину расстояния от вашей текущей позиции до двери. Строго говоря, вы никогда не доберетесь до двери, поскольку после каждого вашего шага у вас будет оставаться дистанция, которую нужно преодолеть. Примерно с такой проблемой Бертоцци столкнулся, разбираясь со своими электронами.
Но свет состоит из частиц под названием фотоны. Почему эти частицы могут двигаться на скорости света, а электроны — нет?
Ученые используют все более мощную технику для изучения частиц
«По мере того как объекты движутся все быстрее и быстрее, они становятся все тяжелее — чем тяжелее они становятся, тем труднее им разогнаться, поэтому вы никогда на наберете скорость света», говорит Роджер Рассул, физик из Университета Мельбурна в Австралии. «У фотона нет массы. Если бы у него была масса, он не мог бы двигаться со скоростью света».
Фотоны особенные. У них не только отсутствует масса, что обеспечивает им полную свободу перемещений в космическом вакууме, им еще и разгоняться не нужно. Естественная энергия, которой они располагают, перемещается волнами, как и они, поэтому в момент их создания они уже обладают максимальной скоростью. В некотором смысле проще думать о свете как о энергии, а не как о потоке частиц, хотя, по правде говоря, свет является и тем и другим.
Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.
Тем не менее свет движется намного медленнее, чем мы могли бы ожидать. Хотя интернет-техники любят говорить о коммуникациях, которые работают «на скорости света» в оптоволокне, свет движется на 40% медленнее в стекле этого оптоволокна, чем в вакууме.
Скорость движения фотонов
В реальности, фотоны движутся на скорости 300 000 км/с, но сталкиваются с определенной интерференцией, помехами, вызванными другими фотонами, которые испускаются атомами стекла, когда проходит главная световая волна. Понять это может быть нелегко, но мы хотя бы попытались.
В реальности, фотоны движутся на скорости 300 000 километров в секунду
Точно так же, в рамках специальных экспериментов с отдельными фотонами, удавалось замедлить их весьма внушительно. Но для большинства случаев будет справедливо число в 300 000. Мы не видели и не создавали ничего, что могло бы двигаться так же быстро, либо еще быстрее. Есть особые моменты, но прежде чем мы их коснемся, давайте затронем другой наш вопрос. Почему так важно, чтобы правило скорости света выполнялось строго?
Ответ связан с человеком по имени Альберт Эйнштейн, как часто бывает в физике. Его специальная теория относительности исследует множество последствий его универсальных пределов скорости. Одним из важнейших элементов теории является идея того, что скорость света постоянна. Независимо от того, где вы и как быстро движетесь, свет всегда движется с одинаковой скоростью.
Но из этого вытекает несколько концептуальных проблем.
Представьте себе свет, который падает от фонарика на зеркало на потолке стационарного космического аппарата. Свет идет вверх, отражается от зеркала и падает на пол космического аппарата. Скажем, он преодолевает дистанцию в 10 метров.
Теперь представим, что этот космический аппарат начинает движение с колоссальной скоростью во многие тысячи километров в секунду. Когда вы включаете фонарик, свет ведет себя как прежде: светит вверх, попадает в зеркало и отражается в пол. Но чтобы это сделать, свету придется преодолеть диагональное расстояние, а не вертикальное. В конце концов, зеркало теперь быстро движется вместе с космическим аппаратом.
Соответственно, увеличивается дистанция, которую преодолевает свет. Скажем, на 5 метров. Выходит 15 метров в общем, а не 10.
И несмотря на это, хотя дистанция увеличилась, теории Эйнштейна утверждают, что свет по-прежнему будет двигаться с той же скоростью. Поскольку скорость — это расстояние, деленное на время, раз скорость осталась прежней, а расстояние увеличилось, время тоже должно увеличиться. Да, само время должно растянуться. И хотя это звучит странно, но это было подтверждено экспериментально.
Теории Эйнштейна говорят о замедлении времени
Этот феномен называется замедлением времени. Время движется медленнее для людей, которые передвигаются в быстро движущемся транспорте, относительно тех, кто неподвижен.
Может ли время идти по-разному
К примеру, время идет на 0,007 секунды медленнее для астронавтов на Международной космической станции, которая движется со скоростью 7,66 км/с относительно Земли, если сравнивать с людьми на планете. Еще интереснее ситуация с частицами вроде вышеупомянутых электронов, которые могут двигаться близко к скорости света. В случае с этими частицами, степень замедления будет огромной.
Стивен Кольтхаммер, физик-экспериментатор из Оксфордского университета в Великобритании, указывает на пример с частицами под названием мюоны.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
Мюоны нестабильны: они быстро распадаются на более простые частицы. Так быстро, что большинство мюонов, покидающих Солнце, должны распадаться к моменту достижения Земли. Но в реальности мюоны прибывают на Землю с Солнца в колоссальных объемах. Физики долгое время пытались понять почему.
«Ответом на эту загадку является то, что мюоны генерируются с такой энергией, что движутся на скорости близкой к световой, — говорит Кольтхаммер. — Их ощущение времени, так сказать, их внутренние часы идут медленно».
Мюоны «остаются в живых» дольше, чем ожидалось, относительно нас, благодаря настоящему, естественному искривлению времени. Когда объекты движутся быстро относительно других объектов, их длина также уменьшается, сжимается. Эти последствия, замедление времени и уменьшение длины, представляют собой примеры того, как изменяется пространство-время в зависимости от движения вещей — меня, тебя или космического аппарата — обладающих массой.
Солнце и испускаемый им свет
Что важно, как говорил Эйнштейн, на свет это не влияет, поскольку у него нет массы. Вот почему эти принципы идут рука об руку. Если бы предметы могли двигаться быстрее света, они бы подчинялись фундаментальным законам, которые описывают работу Вселенной. Это ключевые принципы. Теперь мы можем поговорить о нескольких исключениях и отступлениях.
Можно ли двигаться быстрее скорости света
С одной стороны, хотя мы не видели ничего, что двигалось бы быстрее света, это не означает, что этот предел скорости нельзя теоретически побить в весьма специфических условиях. К примеру, возьмем расширение самой Вселенной. Галактики во Вселенной удаляются друг от друга на скорости, значительно превышающей световую.
Другая интересная ситуация касается частиц, которые разделяют одни и те же свойства в одно и то же время, независимо от того, как далеко находятся друг от друга. Это так называемая «квантовая запутанность». Фотон будет вращаться вверх и вниз, случайно выбирая из двух возможных состояний, но выбор направления вращения будет точно отражаться на другом фотоне где-либо еще, если они запутаны.
Два ученых, каждый из которых изучает свой собственный фотон, получат один и тот же результат одновременно, быстрее, чем могла бы позволить скорость света.
Однако в обоих этих примерах важно отметить, что никакая информация не перемещается быстрее скорости света между двумя объектами. Мы можем вычислить расширение Вселенной, но не можем наблюдать объекты быстрее света в ней: они исчезли из поля зрения.
Что касается двух ученых с их фотонами, хотя они могли бы получить один результат одновременно, они не могли бы дать об этом знать друг другу быстрее, чем перемещается свет между ними.
«Это не создает нам никаких проблем, поскольку если вы способны посылать сигналы быстрее света, вы получаете причудливые парадоксы, в соответствии с которыми информация может каким-то образом вернуться назад во времени», говорит Кольтхаммер.
Есть и другой возможный способ сделать путешествия быстрее света технически возможными: разломы в пространстве-времени, которые позволят путешественнику избежать правил обычного путешествия.
Возможно ли путешествие через червоточину со скоростью больше или равной скорости света?
Джеральд Кливер из Университета Бейлор в Техасе считает, что однажды мы сможем построить космический аппарат, путешествующий быстрее света. Который движется через червоточину. Червоточины — это петли в пространстве-времени, прекрасно вписывающиеся в теории Эйншейна. Они могли бы позволить астронавту перескочить из одного конца Вселенной в другой с помощью аномалии в пространстве-времени, некой формы космического короткого пути.
Объект, путешествующий через червоточину, не будет превышать скорость света, но теоретически может достичь пункта назначения быстрее, чем свет, который идет по «обычному» пути. Но червоточины могут быть вообще недоступными для космических путешествий. Может ли быть другой способ активно исказить пространство-время, чтобы двигаться быстрее 300 000 км/c относительно кого-нибудь еще?
Кливер также исследовал идею «двигателя Алькубьерре», предложенную физиком-теоретиком Мигелем Алькубьерре в 1994 году. Он описывает ситуацию, в которой пространство-время сжимается перед космическим аппаратом, толкая его вперед, и расширяется позади него, также толкая его вперед. «Но потом, — говорит Кливер, — возникли проблемы: как это сделать и сколько понадобится энергии».
В 2008 году он и его аспирант Ричард Обоузи рассчитали, сколько понадобится энергии.
«Мы представили корабль 10 м х 10 м х 10 м — 1000 кубометров — и подсчитали, что количество энергии, необходимое для начала процесса, будет эквивалентно массе целого Юпитера».
После этого, энергия должна постоянно «подливаться», чтобы процесс не завершился. Никто не знает, станет ли это когда-нибудь возможно, либо на что будут похожи необходимые технологии. «Я не хочу, чтобы меня потом столетиями цитировали, будто я предсказывал что-то, чего никогда не будет, — говорит Кливер, — но пока я не вижу решений».
Итак, путешествия быстрее скорости света остаются фантастикой на текущий момент. Пока единственный способ посетить экзопланету при жизни — погрузиться в глубокий анабиоз. И все же не все так плохо. В большинстве случаев мы говорили о видимом свете. Но в реальности свет — это намного большее. От радиоволн и микроволн до видимого света, ультрафиолетового излучения, рентгеновских лучей и гамма-лучей, испускаемых атомами в процессе распада — все эти прекрасные лучи состоят из одного и того же: фотонов.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Разница в энергии, а значит — в длине волны. Все вместе, эти лучи составляют электромагнитный спектр. То, что радиоволны, к примеру, движутся со скоростью света, невероятно полезно для коммуникаций.
Цветовой спектр света
В своем исследовании Кольтхаммер создает схему, которая использует фотоны для передачи сигналов из одной части схемы в другую, так что вполне заслуживает права прокомментировать полезность невероятной скорости света.
«Сам факт того, что мы построили инфраструктуру Интернета, к примеру, а до него и радио, основанную на свете, имеет отношение к легкости, с которой мы можем его передавать», отмечает он. И добавляет, что свет выступает как коммуникационная сила Вселенной. Когда электроны в мобильном телефоне начинают дрожать, фотоны вылетают и приводят к тому, что электроны в другом мобильном телефоне тоже дрожат. Так рождается телефонный звонок. Дрожь электронов на Солнце также испускает фотоны — в огромных количествах — которые, конечно, образуют свет, дающий жизни на Земле тепло и, кхм, свет.
Свет — это универсальный язык Вселенной. Его скорость — 299 792,458 км/с — остается постоянной. Между тем, пространство и время податливы. Возможно, нам стоит задумываться не о том, как двигаться быстрее света, а как быстрее перемещаться по этому пространству и этому времени? Зреть в корень, так сказать?