Lysets hastighed er en af de vigtigste konstanter i fysik. Den danske astronom Olaf Roemer vurderede først lysets hastighed i 1676. Men videnskabsmanden, der konstaterede, at det var lys, der sætter den øvre grænse for den opnåelige hastighed i vores univers, svarende til næsten 300.000 kilometer i sekundet, var netop Albert Einstein. Og alligevel er den samme Einstein-teori alt i dette univers relativt, inklusive bevægelse. Dette tvinger os igen til at stille et helt logisk spørgsmål: hvad er hastigheden på det komplette modsætning af lys - mørke?
Vi er langt fra de første til at stille dette spørgsmål, men Gizmodo-portalen besluttede at dybere ned i det og henvendte sig til denne lejlighed til en af de mest respekterede og berømte forskere, forskere, teoretikere, eksperter på sorte huller og kvantefysik. Interessant nok har de alle ingen enighed om denne sag. Nogle mener, at mørke kan have samme hastighed som lys. Andre mener, at det kan gå uendeligt langsomt. Atter andre er sikre på, at alt afhænger af det synspunkt, hvorfra man ser på dette spørgsmål.
George Masser
Redaktør af Scientific American og Nautilus magasiner, forfatter af Creepy Action på afstand: A Phenomenon Redefining Space and Time. Betydningen af fænomenet i Black Hole Theory, The Big Bang Theory og Theory of Everything samt den komplette guide til strengteori for idioter
”Mørkehastigheden? Det enkleste svar er, at mørkehastigheden er lig lysets hastighed. Sluk for solen, og vores himmel bliver mørk otte minutter efter dette punkt. Men det er et kedeligt svar! Nej virkelig! For det første, hvad vi plejede at kalde "lysets hastighed", er udbredelseshastigheden, og dette er ikke altid den afgørende faktor. En skygge, der falder på et landskab, støbes af genstande. Og særegenheden ved disse genstande såvel som afstanden fra dem vil bestemme, hvor hurtigt de falder.
For eksempel lyser et roterende fyrlyslys omgivelserne med jævne mellemrum. Imidlertid øges den relative hastighed for uklarhed af miljøet med stigende afstand til selve fyrtårnet. Hvis du bevæger dig langt fra fyret, vil skyggen overhale dig hurtigere end lysets hastighed. Det samme sker for eksempel med neutronstjerner i rummet. Med andre ord, i dette tilfælde betyder lysets hastighed kun en forsinkelse. Selv hvis fyret er rettet direkte mod dig, vil du ikke se lyset med det samme, men med en vis forsinkelse. Dette vil dog ikke på nogen måde påvirke forløbet af begivenheder, som du vil se, når du er på dit sted.
Salgsfremmende video:
Men er der endda noget som mørke? Mere præcist er der et koncept, men er der et fænomen i sig selv? Selv hvis du "slukker" for solen, vil jorden ikke kaste sig ned i fuldstændig uigennemtrængelig mørke. Lys fra stjerner, tåger og endda Big Bang selv vil belyse din himmel i dette tilfælde. Selve planeten og alt på den, inklusive vores kroppe, udsender også lys. Og det vil være synligt i den infrarøde. Selv hvis du på en eller anden måde har fundet en måde at “slukke” for solen på, selvom den udsender et bestemt niveau af glød næsten for evigt. I dit århundrede og i mange århundreder fremover vil der være nok for sikker. Det er, så længe vi har mulighed for at se, vil vi se. Ingen optisk sensor er i stand til at registrere komplet mørke, fordi selv hvis der ikke er nogen lyskilder i nærheden,de tilgængelige kvanteudsving vil også give meget lette lysglimt. Eller tag sorte huller - den mørkeste af de påståede genstande. Selv de er i stand til at udsende en bestemt procentdel af lys, ifølge nogle teorier. I fysik, i modsætning til området mellem personlige relationer, "erobrer lys" altid mørke.
Mørke er ikke en fysisk kategori, men snarere en relativ tilstand. Ikke engang det. Dette er en subjektiv opfattelse af staten. Fotoner kan eller måske ikke reflekteres, nethindeceller kan udløse hukommelsesprocesser, men de kan ikke forklare den subjektive sensation af mørke, ligesom bølger ikke kan repræsenteres af andet end vores oplevelse af at observere farve eller lyd. Vores subjektive oplevelse ændrer sig fra tid til anden, men individuelle dele af denne oplevelse ligger uden for tiden. Og i denne forstand kan vi sige, at selve mørket ikke har fart.
Hvad er hastighed i den generelle forstand? Og findes det overhovedet? Det forudsætter tilstedeværelsen af et bestemt rum, hvori det kan måles. Imidlertid mener mange forskere, der arbejder med kvantefysik - en verden, hvor de sædvanlige koncepter i almindelig fysik ofte bliver ubrugelige - at rummet i sig selv er en af derivaterne af et mere grundlæggende niveau af virkelighed, hvor der ikke er sådanne begreber som position, afstand eller det samme hastighed.
Avi Loeb
Professor i astrofysik ved Harvard University, grundlægger af Black Hole Initiative (BHI)
”Materiale tiltrukket af midten af det sorte hul når en hastighed tæt på lysets hastighed. Alt, der falder inden for den såkaldte sort hul begivenhedshorisont, har ingen måde at undslippe. Selv lys er for evigt forseglet inden for begivenhedshorisonten. Med dette i tankerne kan sorte huller ses som en slags fængsler med evigt mørke. Men dette er ikke tilfældet.
En stjerne som Solen kan spaghettiseres i en gasstrøm, hvis den passerer ved siden af et massivt sort hul, såsom den i midten af vores Melkevejs galakse, hvis masse er 6 milliarder solmasser.
Men når man falder ned i et sort hul, kan materie skabe friktion med hinanden og varme op. Slutresultatet af denne friktion er stråling. Hvis akkretionshastigheden (masseforøgelsesprocessen) er høj nok, vil tryk fra den udgående stråling potentielt være i stand til at redde yderligere omgivende stoffer fra at falde. Mange af de mest massive sorte huller i universet med massen af milliarder af solskin har den højest mulige akkretionshastighed."
Neil DeGrasse Tyson
Astrophysicist, ph.d. i fysik, forfatter, populariserer af videnskab, direktør for Hayden Planetarium på American Museum of Natural History på Manhattan. Vært for den populære videnskabsserie "Rum: Rum og tid"
”Mørkehastigheden betyder … I betragtning af at mørket i sig selv er resultatet af lysets ophør? Hvis lysets hastighed er repræsenteret af en konstant, vil mørkehastigheden være den nøjagtige modsatte konstant af lysets hastighed. Hvis lys er en vektor, har det størrelse og retning, så … når vi taler om dets negative værdi, vil vi tale om dets modsatte retning. Mørket i dette tilfælde er den modsatte retning, ikke den direkte. Jeg vil sige, at mørke har den modsatte negative værdi for lysets hastighed."
Sara Caudill
Ph.d. fra Leonard E. Parker Center for Study of Gravity, Cosmology and Astrophysics, University of Wisconsin-Milwaukee
”Tyngdekraften i sorte huller er så stor, at selv lys ikke kan undslippe det, når det først kommer ind i radius for sin begivenhedshorisont - usynlige grænser, der skaber et punkt uden tilbagevenden. Da sorte huller har en så stærk tyngdekraft, vil observationer, der er foretaget uden for dette stærke tyngdefelt, blive påvirket af effekten af tidsudvidelse.
Lad os antage, at der langt fra det sorte hul er en ekstern observatør, der ser en lysende genstand falde ned i det sorte hul. Fra observatørens synspunkt vil denne lysende genstand først bremse sin hastighed og derefter "gå ud" og blive så svag, at det vil være umuligt at se det. Observatøren vil ikke engang være i stand til at se, hvordan objektet krydser grænsen til begivenhedshorisonten.
Hvis vi ser på situationen fra det synspunkt, at materien falder ned i dette sorte hul. Forestil dig nu et sort hul omgivet af en sky af glødende gas. Denne sky blev dannet af en stjerne revet i stykker og passerede for tæt på dette sorte hul. Denne gassky vises som en fladet disk, også kaldet en akkretionsdisk. Så gassen på denne disk bliver til sidst fuldstændigt absorberet af det sorte hul, men dette vil ikke ske med det samme.
Faktum er, at der er en hastighedsgrænse, der afhænger af kraften i strålingstrykket for den opvarmede gas, som vil modstå virkningen af den indre tyngdekraft i selve det sorte hul. I sidste ende, så snart al gas er optaget af det sorte hul, vil dens størrelse stige. Hvis vi for eksempel tager et sort hul, hvis oprindelige masse vil være 10 gange massen af vores Sol, og hastigheden af dens massetiltrækning vil nå sin maksimale grænse (den såkaldte Eddington-grænse), vil massen af dette sorte hul på omkring en milliard år nå en masse på 100 millioner tider, der overstiger massen af vores sol”.
David Reice
Videnskabelig vejleder for laserinterferometrisk gravitationsbølgeobservatorium (LIGO)
”Grundlæggende vil alt afhænge af, om du er den sag, der optages af det uendelige afgrund af det sorte hul, eller du er langt nok fra scenen og er en impassiv iagttager af begivenheden af, at nogen eller noget andet falder ned i denne afgrund. Hvis du er uheldig, og du er i første omgang, vil hastigheden være meget høj. Vi vil mest sandsynligt tale om indikatorer tæt på lysets hastighed.
Hvis du befinder dig i stedet for det andet sted og er langt nok fra det sorte hul, vil den hastighed, hvormed stof bliver optaget af det sorte hul, synes du mærkbart reduceret på grund af effekten af tyngdepunktudvidelsen. Ifølge ham går "uret" under påvirkning af tyngdefeltet langsommere og under påvirkning af et meget stærkt tyngdefelt - endnu langsommere, hvilket vil være sandt netop med tilnærmelsen til begivenhedshorisonten i det sorte hul.
Langt nok mener jeg, at du i dit lokale koordinatsystem forbliver stationært i forhold til det sorte hul (det vil sige, du vil ikke blive tiltrukket af det) og dit lokale tidssystem vil ikke blive påvirket af dette sorte huls tyngdefelt. I dette tilfælde vil det for en person uden for påvirkningen af det sorte hul virke, at genstanden eller materien bevæger sig mod begivenhedshorisonten for det sorte hul i en uendelig lang tid.
Nyayesh Afshordi
Astrofysiker i Institut for Fysik og Astronomi ved University of Waterloo og leder af Afdelingen for kosmologi og tyngdekraft ved Perimeter Institute for Theoretical Physics i Canada
”Jeg tror, at hastigheden af 'mørke' er uendelig! I den klassiske fysik, under det generelle begreb om pladsens mørke, kan bare et tomt vakuum overvejes. Takket være kvantemekanikken ved vi imidlertid, at der faktisk ikke findes noget mørke og tomrum. Selv hvis det ser ud til, at der ikke er nogen lyskilder, som vi kunne se, kan denne kilde være udsving i elektromagnetiske felter. Selv inden tyngdekraftsbølgerne skærer gennem rumtid og opdages af LIGO-laboratoriet først for nylig, skal disse kvanteudsving være til stede.
Problemet er, at tyngdekraften i denne kvanteimpuls er uendelig. Med andre ord er der i øjeblikket ingen overbevisende teori om kvantetyngdekraft, som de fleste forskere er enige i. Det nødvendige svar på spørgsmålet kan være skjult i selve muligheden for hastigheden af "mørke", det vil sige, at kvante-krusningerne når en uendelig værdi (eller bliver vilkårligt store), især på små skalaer og i en kort periode. Naturligvis er dette bare en antagelse, men det ser ud til, at dette er en effektiv måde at forstå princippet og essensen af Big Bang, sorte huller, mørk energi og kvantetyngdekraft på."
NIKOLAY KHIZHNYAK