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

Попытка быть сложнее Попытка быть сложнее

Миксомицеты или слизевики – удивительная группа живых существ

Вокруг света
5 причин, почему женщины чаще подают на развод 5 причин, почему женщины чаще подают на развод

Почему именно женщины становятся инициаторами завершения брака?

Psychologies
Мир наизнанку Мир наизнанку

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

Вокруг света
В черной-черной Русалочке: почему мы так реагируем на смену расы персонажа В черной-черной Русалочке: почему мы так реагируем на смену расы персонажа

Откуда столько ненависти к черной Русалочке?

VOICE
Дань морскому царю Дань морскому царю

Они были самыми крупными кораблями, затонувшими в российских водах Балтики

Вокруг света
5 научно доказанных способов поддержать сотрудников в сложные времена 5 научно доказанных способов поддержать сотрудников в сложные времена

Поддерживать сотрудников — одна из задач ответственного руководителя

Inc.
Решающие битвы или мелкие стычки? Решающие битвы или мелкие стычки?

Что нам известно о сражениях Александра Невского по документам и летописям

Дилетант
Чтобы крепко спалось: как правильно подобрать матрас Чтобы крепко спалось: как правильно подобрать матрас

На что необходимо обратить внимание в первую очередь во время покупки матраса

ТехИнсайдер
Церковный дресс-код Церковный дресс-код

Одеяния православных священников напоминают об истории и славе церкви

Дилетант
Охотник на студенток: история маньяка Бориса Гусакова, делавшего скульптуры из тел Охотник на студенток: история маньяка Бориса Гусакова, делавшего скульптуры из тел

До сих пор никто точно не знает, сколько жизней на совести этого преступника

VOICE
Дальше ехать некуда Дальше ехать некуда

На противоположной стороне планеты живут 45 человек и птица уэка

Вокруг света
«Счет может идти на недели и даже дни»: главное о диагностике и лечении рака крови «Счет может идти на недели и даже дни»: главное о диагностике и лечении рака крови

Ответы на самые непростые, но важные вопросы об онкогематологии

Forbes
Как Корнелия Сорабджи стала первой женщиной-адвокатом в Индии Как Корнелия Сорабджи стала первой женщиной-адвокатом в Индии

Рассказываем историю первой индийской женщины-адвоката

Forbes
Озонирование воздуха заставило кожу создать вокруг человека окислительное поле Озонирование воздуха заставило кожу создать вокруг человека окислительное поле

Выделяемые кожей человека вещества приводят к образованию вокруг него поля

N+1
Первый оргазм, запрет на секс или сублимация: психолог о сексуальной жизни после 60 Первый оргазм, запрет на секс или сублимация: психолог о сексуальной жизни после 60

У желаний нет возраста

Psychologies
Главные писатели-эмигранты из России. Узнаете ли вы всех? Главные писатели-эмигранты из России. Узнаете ли вы всех?

Самые знаменитые "культурные" эмигранты

ТехИнсайдер
В Абхазии под остатками ранневизантийского храма нашли святилище колхидской культуры В Абхазии под остатками ранневизантийского храма нашли святилище колхидской культуры

Археологи обнаружили под остатками храма святилище колхидской культуры

N+1
Что такое “фантомное торможение”, на которое жалуются сотни водителей Tesla? Что такое “фантомное торможение”, на которое жалуются сотни водителей Tesla?

Хотите взглянуть на мир глазами шутника-автопилота?

ТехИнсайдер
Травы для женщин Травы для женщин

В арсенале фитотерапии есть немало лекарственных растений, которые тебе помогут

Лиза
На Калимантане нашли 30-тысячелетнее погребение сапиенса с ампутированной ногой На Калимантане нашли 30-тысячелетнее погребение сапиенса с ампутированной ногой

Это древнейший достоверный случай хирургической ампутации

N+1
5 шагов к своему истинному «Я». Кто такой внутренний ребенок и как его найти 5 шагов к своему истинному «Я». Кто такой внутренний ребенок и как его найти

Порой мы чувствуем, будто живем не свою жизнь, как это изменить?

Psychologies
Встань и иди: каким получился новый роман Виктора Пелевина KGBT+ Встань и иди: каким получился новый роман Виктора Пелевина KGBT+

Так ли спасительна для психики книга KGBT+ и почему ее стоит читать

Правила жизни
13 фактов о роме: невероятные порции, сельскохозяйственный ром и даже ром в СССР 13 фактов о роме: невероятные порции, сельскохозяйственный ром и даже ром в СССР

Казалось бы, где мы и где ром?

Maxim

Окситоцин стимулирует стволовые клетки развиваться в кардиомиоциты

ТехИнсайдер
Точка кипения: что делать, если чувствуете, что сейчас сорветесь Точка кипения: что делать, если чувствуете, что сейчас сорветесь

Как распознать приближение нервного срыва и избежать рецидива?

Правила жизни
9 продуктов, которые помогут избавиться от тошноты 9 продуктов, которые помогут избавиться от тошноты

Как не допустить тошноты? Мы знаем способы обойтись без таблеток!

Лиза
Маруся Фомина: «Люди и персонажи должны развиваться, иначе я теряю к ним интерес» Маруся Фомина: «Люди и персонажи должны развиваться, иначе я теряю к ним интерес»

Актриса Маруся Фомина — о том, как оправдывать своих персонажей

Grazia
10 самых популярных заблуждений про драгоценности 10 самых популярных заблуждений про драгоценности

Проверь, насколько ты на самом деле разбираешься в золоте и бриллиантах

Maxim
Порно для панды, четырехголовый половой член ехидны и другие способы оставить потомство в мире животных Порно для панды, четырехголовый половой член ехидны и другие способы оставить потомство в мире животных

В животном мире размножение — не всегда прямолинейный процесс

ТехИнсайдер
Как спасти кожу от обезвоженности в отопительный сезон: гид по правильному уходу Как спасти кожу от обезвоженности в отопительный сезон: гид по правильному уходу

Как увлажнить кожу?

VOICE
Открыть в приложении