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

Дальше ехать некуда Дальше ехать некуда

На противоположной стороне планеты живут 45 человек и птица уэка

Вокруг света
Вы наверняка не знали, что таблетки для посудомоечной машины так могут! 7 неординарных применений этого чуда-средства Вы наверняка не знали, что таблетки для посудомоечной машины так могут! 7 неординарных применений этого чуда-средства

Как еще можно использовать капсулы для посудомоечных машин!

ТехИнсайдер
Мир наизнанку Мир наизнанку

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

Вокруг света
Он пропал без объяснений: как мне удалось справиться и почему я говорю ему спасибо Он пропал без объяснений: как мне удалось справиться и почему я говорю ему спасибо

Как превратить опыт расставания из травматичного в целительный?

Psychologies
Новый мир в штате Чьяпас Новый мир в штате Чьяпас

Жизнь революционных сапатистов

Вокруг света
Последний аргумент: как женщины сражались на дуэлях Последний аргумент: как женщины сражались на дуэлях

Дуэль — это прерогатива мужчин, но женщины тоже участвовали в поединках

Forbes
Дань морскому царю Дань морскому царю

Они были самыми крупными кораблями, затонувшими в российских водах Балтики

Вокруг света
Августейшая хозяйка Твери Августейшая хозяйка Твери

Портрет Екатерины был создан во время пребывания сестры Александра I в Твери

Дилетант
Такие разные Маргариты Такие разные Маргариты

Какой была королева Маргарита у творцов разных эпох?

Дилетант
Как распознать хорошего парня: да, они правда существуют Как распознать хорошего парня: да, они правда существуют

Как разглядеть в толпе обыкновенного хорошего парня

VOICE
Бозон Хиггса — 10 лет спустя Бозон Хиггса — 10 лет спустя

Бозон Хиггса может стать ключом к решению некоторых основных проблем в физике

Наука и жизнь
«Купчихи, дворянки, магнатки» «Купчихи, дворянки, магнатки»

Женщины-предпринимательницы XIX века: хозяйка заводов и приисков. Фрагмент книги

N+1
Как вытащить засевшую в грязи машину без трактора самому: вот несколько способов Как вытащить засевшую в грязи машину без трактора самому: вот несколько способов

Как вытащить автомобиль безопасно для людей и самой машины

ТехИнсайдер
Вот когда беспилотник не может обойтись без посторонней помощи: вы точно об этом не знали Вот когда беспилотник не может обойтись без посторонней помощи: вы точно об этом не знали

Полностью автономные автомобили создать невозможно

ТехИнсайдер
Первые в мире сиамские близнецы, у которых на двоих был 21 ребенок: как они жили и работали Первые в мире сиамские близнецы, у которых на двоих был 21 ребенок: как они жили и работали

Именно после их истории появилось выражение «сиамские близнецы»

ТехИнсайдер
Как барабанщик группы «Кино» Георгий Гурьянов стал дорогим современным художником Как барабанщик группы «Кино» Георгий Гурьянов стал дорогим современным художником

Аркадий Ипполитов — о феномене Гурьянова и о том, кем он был на самом деле

Forbes
Самки плодовых мушек яростно сражаются за самцов. Но только девственницы Самки плодовых мушек яростно сражаются за самцов. Но только девственницы

Самки дрозофил ведут себя крайне агрессивно в период спаривания

ТехИнсайдер
Операция Операция

Что за чистки среди населения проводились в Германии времен Гитлера?

ТехИнсайдер
После отпуска После отпуска

Как бороться с постотпускным синдромом? Читатели делятся своим опытом

Здоровье
Как простить саму себя за измену Как простить саму себя за измену

Как себя вести, если изменила партнеру?

VOICE
Золото из мусора: перевернет ли новая технология переработку отходов электроники Золото из мусора: перевернет ли новая технология переработку отходов электроники

Можно ли сделать мусор ценным?

Forbes
Как искать работу, если вам больше 45 лет Как искать работу, если вам больше 45 лет

Почему людей старше 45 неохотно приглашают на собеседования

Psychologies
Фитнес дома – эффективные упражнения для похудения: тренировка за 20 минут Фитнес дома – эффективные упражнения для похудения: тренировка за 20 минут

Как начать заниматься спортом дома?

VOICE
В родных стенах В родных стенах

Настенные ковры остались в прошлом, сегодня в моде искусственный камень

Лиза
Екатерина Климова: «Надо либо двигаться дальше, либо отходить в сторону» Екатерина Климова: «Надо либо двигаться дальше, либо отходить в сторону»

По себе знаю, что либо артиста рвут на части, либо он никому не интересен

Караван историй
Как выглядели породистые собаки столетия назад, и почему они так изменились Как выглядели породистые собаки столетия назад, и почему они так изменились

А вы знали, как ваш питомец выглядел 100 лет назад?

ТехИнсайдер
Путеводитель по Смоленской крепости Путеводитель по Смоленской крепости

История и современность старинного оборонительного сооружения

Культура.РФ
Кровавый навет: найденные в Англии останки принадлежат жертвам нориджской резни 1190 года Кровавый навет: найденные в Англии останки принадлежат жертвам нориджской резни 1190 года

Историки установили судьбу семнадцати людей, убитых более восьмисот лет назад

Вокруг света
Библиотечный день Библиотечный день

Если остались в нашей жизни еще максимально аналоговые миры, то это библиотека

Seasons of life
Ученые подтвердили, что эмбрионы от Ученые подтвердили, что эмбрионы от

Могут ли эмбрионы развиваться с донорскими митохондриальными ДНК?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении