Узнайте об истинной скорости света и о том, как ее использовать

Свет движется через Вселенную с максимальной скоростью, которую астрономы могут измерить. Фактически, скорость света – это космический предел скорости, и ничего не известно о том, чтобы двигаться быстрее. Как быстро движется свет? Этот предел можно измерить, и он также помогает определить наши представления о размере и возрасте Вселенной.

Что такое свет: волна или частица?

Свет распространяется быстро, со скоростью 299, 792, 458 метров в секунду. Как это сделать? Чтобы понять это, полезно знать, что такое свет на самом деле, и это в значительной степени открытие 20-го века.

На протяжении веков природа света была большой загадкой. Ученым было трудно понять концепцию его волновой и корпускулярной природы. Если это была волна, через что она распространялась? Почему казалось, что он движется с одинаковой скоростью во всех направлениях? И что может сказать нам о космосе скорость света? Только когда Альберт Эйнштейн описал эту специальную теорию относительности в 1905 году, все это стало предметом внимания. Эйнштейн утверждал, что пространство и время относительны и что скорость света является константой, соединяющей их.

Что такое скорость света?

Часто утверждают, что скорость света постоянна и ничто не может двигаться быстрее скорости света. Это не полностью точно. Значение 299 792 458 метров в секунду (186 282 мили в секунду) – это скорость света в вакууме. Однако свет на самом деле замедляется при прохождении через разные среды. Например, когда он движется сквозь стекло, он замедляется примерно до двух третей своей скорости в вакууме. Даже в воздухе, который почти вакуум, свет немного замедляется. Когда он движется в космосе, он сталкивается с облаками газа и пыли, а также с гравитационными полями, которые могут немного изменить скорость. Облака газа и пыли также поглощают часть света при прохождении через него.

Это явление связано с природой света, который является электромагнитным. волна. Когда он распространяется через материал, его электрические и магнитные поля «мешают» заряженным частицам, с которыми он вступает в контакт. Эти возмущения затем заставляют частицы излучать свет с той же частотой, но со сдвигом фазы. Сумма всех этих волн, созданных “возмущениями”, приведет к электромагнитной волне с той же частотой, что и исходный свет, но с более короткой длиной волны и, следовательно, с меньшей скоростью.

Интересно, что по мере того, как свет движется, его путь может искривляться, когда он проходит через области пространства с интенсивными гравитационными полями. Это довольно легко увидеть в скоплениях галактик, которые содержат много материи (включая темную материю), которая искажает путь света от более удаленных объектов, таких как квазары.

Световая скорость и гравитационные волны

Современные теории физики предсказывают, что гравитационные волны также распространяются со скоростью света, но это все еще продолжается. подтверждено, поскольку ученые изучают явление гравитационных волн от сталкивающихся черных дыр и нейтронных звезд. В противном случае нет других объектов, которые перемещаются с такой скоростью. Теоретически они могут получить скорость, близкую к скорости света, но не быстрее.

Единственным исключением из этого может быть само пространство-время. Похоже, что далекие галактики удаляются от нас быстрее скорости света. Это «проблема», которую ученые все еще пытаются понять. Однако одним интересным следствием этого является то, что система передвижения основана на идее варп-двигателя. В такой технологии космический корабль находится в состоянии покоя относительно космоса, и это на самом деле пространство , которое движется, как серфер на волне в океане. Теоретически это может позволить совершить сверхсветовое путешествие. Конечно, есть и другие практические и технологические ограничения, которые мешают, но это интересная научно-фантастическая идея, которая вызывает некоторый научный интерес.

Время в пути для света

Один из вопросов, который астрономы задают общественности: «сколько времени потребуется взять свет, чтобы перейти от объекта X к объекту Y? ” Свет дает им очень точный способ измерить размер Вселенной путем определения расстояний. Вот несколько наиболее распространенных способов измерения расстояния:

  • От Земли до Луны : 1.255 секунды
  • От Солнца до Земли : 8,3 минуты
  • От нашего Солнца до ближайшей звезды : 4,24 года
  • Через нашу галактику Млечный Путь : 100 000 лет
  • До ближайшей спиральной галактики ( Андромеда) : 2,5 миллиона лет
  • Предел наблюдаемой Вселенной до Земли : 13,8 миллиарда лет

Интересно, что есть объекты, которые мы не можем видеть просто потому, что Вселенная расширяется, а некоторые находятся «за горизонтом», за которыми мы не можем видеть. Они никогда не попадут в поле нашего зрения, как бы быстро ни летел их свет. Это один из захватывающих эффектов жизни в расширяющейся Вселенной.

Под редакцией Кэролайн Коллинз Петерсен

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий