Har du nogensinde spekuleret på, om det er muligt at køre med let hastighed? Måske med den nødvendige teknologi til at hjælpe os med at opnå denne hastighed, kunne vi en dag flyve til kanten af universet og se, hvad der er hinsides det?
Lidt teori
Lysets hastighed i et vakuum er en konstant, som vi ved ganske præcist: for eksempel bevæger lys sig med en hastighed på 299.792.458 meter i sekundet. Dette er udbredelseshastigheden for alle elektromagnetiske felter i et vakuum, inklusive radiobølger, infrarød, ultraviolet, røntgenstråle og gammastråling.
I henhold til Einsteins særlige relativitetsteori kan intet rejse hurtigere end lys. Under normale forhold bevæger lys sig virkelig øjeblikkeligt for os. For eksempel har vi ikke tid til at se, hvordan fotoner reflekteres fra genstande og absorberes af overflader i rummet, når lyset slukkes - dette sker så hurtigt.
Lysets hastighed i tomt rum (vakuum) afhænger ikke af den relative hastighed mellem dens kilde og observatøren. Nogle mener, at denne erklæring er i strid med sund fornuft, men det er netop det, der er blevet demonstreret eksperimentelt. Det mest berømte sådanne eksperiment blev udført af fysikerne Albert Michelson og Edward Morley i slutningen af det 19. århundrede. De fandt, at lysets hastighed er den samme i alle retninger, uanset det faktum, at jorden selv bevæger sig gennem rummet.
Albert Michelson.
Salgsfremmende video:
Mand og hastighed
Folk elsker bestemt hastighed. Da hjulet blev opfundet, og hastigheden ikke længere blev bestemt af styrken på vores ben, ville vi bevæge os hurtigere og hurtigere. Jo hurtigere en person bevæger sig, desto mere dejlig bliver han (skønt det er værd at bemærke, at for nogle mennesker er høje hastigheder en skræmmende ting). I dag har menneskeheden formået at udvikle utroligt hurtige fly, ultrasnelle kampe, supersnelle højhastighedstog osv. Dog har universet noget op på ærmet hurtigere end noget andet, vi har opnået - lys.
Så måske nogle af jer en aften efter en hård dag, siddende med en flaske øl eller et krus te, spekulerede på, hvordan det ville være at bevæge sig med lysets hastighed.
Hvad sker der, hvis vi bevæger os med lysets hastighed
En person, der bevæger sig med lysets hastighed, vil opleve tidsudvidelse. For ham vil tiden gå langsommere sammenlignet med en person, der står stille. Derudover vil deres synsfelt ændre sig meget. For en person, der bevæger sig med lysets hastighed, vises universet i form af en tunnel foran det apparat, som han rejser på. Overvej denne spændende idé.
Indtil det 20. århundrede var verden overbevist om rigtigheden af Isaac Newtons syn på genstande og tyngdekraft. I 1900'erne overtog imidlertid ingen anden end Albert Einstein og ændrede verden for evigt.
Albert Einstein holdt foredrag i Wien i 1921.
Relativitetsteorien, som blev foreslået af ham, klargjorde mange spørgsmål i forbindelse med masse og energi. Ligningen af ækvivalens mellem masse og energi beviste, at masse og energi kan udskiftes, det vil sige at man kan omdannes til en anden - og omvendt. Han foreslog også, at der ikke findes en enkelt standard referenceramme. Alt er relativt ens tid. Så kom forståelsen for ham, at lysets hastighed er konstant og ikke afhænger af observatøren. Så hvis en person bevæger sig med 50% af lysets hastighed i samme retning som lyset, vil lysstrålen se på ham det samme som for en person, der står stille.
Hvad angår ækvivalensen af masse og energi, betyder det i en nøddeskal, at hvis et objekt bevæger 10% af lysets hastighed, vil dens masse stige med 0,5% af sin oprindelige masse. På samme tid, hvis et objekt bevæger sig med 90% af lysets hastighed, vil dens masse fordoble sig.
Kan vi rejse med lysets hastighed
Nej, vi kan ikke bevæge os med let hastighed. Pointen er, at når man bevæger sig med lysets hastighed, vil en objekts masse stige eksponentielt. Forestil dig følgende: lysets hastighed er næsten 300 tusind kilometer i sekundet, og når en genstand bevæger sig med denne hastighed, bliver dens masse uendelig. For at flytte dette objekt vil det tage uendelig energi (husk ækvivalensen af masse og energi), hvilket er ekstremt upraktisk.
Groft sagt er det af denne grund, at ingen genstande kan bevæge sig med lysets hastighed (undtagen for selve lyset) eller hurtigere.
Hvad angår bevægelsen næsten med lysets hastighed, siger du til 90% af den, så vil vi have interessante observationer.
Bevæger sig (næsten) med lysets hastighed
Først og fremmest vil en person, der bevæger sig med en sådan hastighed, opleve tidsudvidelse. Tiden vil gå langsommere for ham end for en, der står stille. For eksempel, hvis en person bevæger sig med 90% af lysets hastighed, så når der går 10 minutter for ham, går der 20 minutter for en person, der står stille.
Et diagram, der viser tidens krumning, når det nærmer sig lysets hastighed.
Det er værd at nævne de store ændringer inden for synsfeltet. For en person, der bevæger sig - hvor som helst - med 90% af lysets hastighed, som nævnt ovenfor, vil universet se ud som om han ser på det gennem et vindue foran sit rumfartøj. De stjerner, han nærmer sig, vises blå, og de, der forbliver bagpå, vises røde. Dette skyldes, at lysbølger fra stjerner foran det klumper sig sammen, hvilket får objektet til at virke blåt, og lysbølger fra stjerner, der er tilbage, vil strække sig og blive røde, hvilket forårsager den ekstreme Doppler-effekt.
Efter at have overvundet et bestemt mærke, ville en person kaste sig ned i mørke, da bølgelængderne, der falder i hans øjne, ville være uden for det synlige spektrum.
Selv med alle de upraktiske og hindringer, der er forbundet med at rejse med lysets hastighed (eller nær), ville dette selvfølgelig være et andet eventyr.
Vladimir Guillen