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

Научный халифат Научный халифат

Что ислам подарил христианскому Западу

Вокруг света
«Я считаю это варварством!»: Меган Маркл отказалась рожать Арчи в больнице «на глазах у всех» «Я считаю это варварством!»: Меган Маркл отказалась рожать Арчи в больнице «на глазах у всех»

Герцоги Сассекские нарушили королевский протокол после рождения своего первенца

VOICE
Лженаука на подиуме Лженаука на подиуме

Законам моды подчиняются не только прически и наряды, но и заблуждения

Вокруг света
«Да не старею я!»: почему нас раздражают призывы начать новую жизнь в зрелом возрасте «Да не старею я!»: почему нас раздражают призывы начать новую жизнь в зрелом возрасте

Можно ли в старости просто продолжать жить?

Psychologies
Дань морскому царю Дань морскому царю

Они были самыми крупными кораблями, затонувшими в российских водах Балтики

Вокруг света
Выход в поле Выход в поле

Чем японский кроссовер сродни российской сельхозтехнике

Автопилот
Жуки-дровосеки Жуки-дровосеки

Мы продолжаем публикации материалов первого номера «Вокруг Света» за 1861 год

Вокруг света
Как принять горе и отказаться быть жертвой: 8 мудрых цитат автора книги «Выбор» Эдит Эгер Как принять горе и отказаться быть жертвой: 8 мудрых цитат автора книги «Выбор» Эдит Эгер

Эдит Эгер — как найти опору в себе

Psychologies
Белых пятен больше нет Белых пятен больше нет

Десять удивительных географических объектов, открытых в XX и XXI веке

Вокруг света
Окаменелые фекалии доказали, что люди начали одомашнивать скот на 2000 лет раньше, чем считали ученые Окаменелые фекалии доказали, что люди начали одомашнивать скот на 2000 лет раньше, чем считали ученые

Возможно, люди приручили животных раньше, чем растения

ТехИнсайдер
Где у планеты легкие Где у планеты легкие

Леса – легкие планеты? Каждый из нас слышал эту фразу

Вокруг света
Документальные фильмы, которые страшнее любого ужастика Документальные фильмы, которые страшнее любого ужастика

Отбрось стереотип, что документалки — это скукота для зануд

Maxim
Обреченное настроение Обреченное настроение

«Решение уйти»: Пак Чхан Ук реформирует неонуар

Weekend
Не просто шалость Не просто шалость

По статистике, каждый 4-й ребенок школьного возраста страдает от нервного тика

Лиза
Как фильмы «Брат» и «Брат 2» запустили новые тренды и что они изменили в нашей жизни Как фильмы «Брат» и «Брат 2» запустили новые тренды и что они изменили в нашей жизни

«Брат» и «Брат 2»: как незаметно вершатся революционные вещи

Maxim
Почему в Средние века так часто изображали драконов Почему в Средние века так часто изображали драконов

Драконы на особом месте как в современном воображении, так и в средневековом

ТехИнсайдер
Сергей Аветисов: «…продвижение какого-то одного метода коррекции близорукости заставляет людей думать, что он единственный и самый лучший, на самом деле это не так» Сергей Аветисов: «…продвижение какого-то одного метода коррекции близорукости заставляет людей думать, что он единственный и самый лучший, на самом деле это не так»

Сегодня благодаря новым технологиям многие мечтают отказаться от очков

Здоровье
Как правильно собрать чемодан в путешествие? Лайфхаки для всех Как правильно собрать чемодан в путешествие? Лайфхаки для всех

Как уместить все нужные вещи в один чемодан?

ТехИнсайдер
Как стать астрофотографом и делать красивые снимки космоса: простая инструкция Как стать астрофотографом и делать красивые снимки космоса: простая инструкция

Астрофотография требует большой практики и большого терпения

ТехИнсайдер
Утепляются все: как правильно подобрать одежду домашним животным Утепляются все: как правильно подобрать одежду домашним животным

Каких животных нужно одевать зимой и как правильно подобрать им одежду

ТехИнсайдер
Невидимое насилие: как распознать повседневное нарушение границ в паре Невидимое насилие: как распознать повседневное нарушение границ в паре

Чтобы не переступать черту в отношениях, важно уважать суверенность другого

Psychologies
Гардероб Гардероб

Высокая и уличная мода продолжают двигаться навстречу друг другу

Robb Report
Мужчина из «вождеского» погребения унетицкой культуры оказался жертвой убийства Мужчина из «вождеского» погребения унетицкой культуры оказался жертвой убийства

Биоархеологам удалось установить причину смерти 4000-летней давности

N+1
Поздние роды Поздние роды

Стоит ли откладывать рождение первенца на потом?

Здоровье
Что безопаснее: сканер отпечатков или распознавание по лицу? Что безопаснее: сканер отпечатков или распознавание по лицу?

Face ID или отпечаток пальца — какая технология лучше защищает телефон?

CHIP
Как простолюдинка 20 лет правила Францией: удивительная история маркизы де Помпадур Как простолюдинка 20 лет правила Францией: удивительная история маркизы де Помпадур

Феномен маркизы де Помпадур

VOICE
Краткая история разводов, часть I: от Междуречья до Трансильвании Краткая история разводов, часть I: от Междуречья до Трансильвании

Разводы упоминаются даже на глиняных табличках, но какими они были?

Maxim
Корея против Кореи Корея против Кореи

Эту войну называют «забытой». В Советском Союзе о ней мало писали и говорили

Дилетант
Не сотвори себе кумира: как современные байопики меняют отношение к музыкантам Не сотвори себе кумира: как современные байопики меняют отношение к музыкантам

Фильм, который рассказывает о событиях в жизни Элвиса Пресли

Forbes
«Математическое неравенство»: почему до сих пор так мало женщин в IT и точных науках «Математическое неравенство»: почему до сих пор так мало женщин в IT и точных науках

Как помочь следующему поколению девочек не становиться жертвами клише

Forbes
Открыть в приложении